分布式一緻性的背景
随着分布式事務的出現，傳統的單機事務模型（ACID）已經無法勝任，尤其是對于一個高通路量、高并發的網際網路分布式系統來說。
如果我們要求嚴格一緻性，很可能就需要犧牲掉系統的可用性，反之亦然。
如何建構一個兼顧可用性和一緻性的分布式系統成為了無數Java工程師探讨的難題。
分布式資料一緻性的由來
一緻性（Consistency）一直是分布式系統裡一個很重要的話題。
在存儲系統中，為了避免資料丢失，我們都會對資料進行持久化。
對資料進行持久化可以避免當機帶來的資料丢失問題，但是不能解決單機永久性故障的問題。存儲系統作為基礎設施，在單機上持久化是遠遠不夠的，我們需要将資料複制到多台機器上以提升系統的可用性和可靠性。
一旦資料被複制到多個節點，那麼就産生了一緻性的問題。
分布式資料一緻性的級别
1、強一緻性
是最強的一緻性模型，要求任何讀取操作都能讀取到最新的值，換句話說，要求任何寫入操作立即同步給所有程序。
2、弱一緻性
這種一緻性級别限制了系統在寫入成功後，不承諾立即可以讀到寫入的值，也不久承諾多久之後資料能夠達到一緻，但會盡可能地保證到某個時間級别（比如秒級别）後，資料能夠達到一緻狀态。
3、最終一緻性
最終一緻性是弱一緻性的一個特例，系統會保證在一定時間内，能夠達到一個資料一緻的狀态。
這裡之是以将最終一緻性單獨提出來，是因為它是弱一緻性中非常推崇的一種一緻性模型，也是業界在大型分布式系統的資料一緻性上比較推崇的模型。
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一緻性相關的理論
ACID
ACID是資料庫（MySQL）事務正确執行所必須滿足的四個特性的首字母縮寫。
1.Atomicity（原子性）
一個事務的所有操作，要麼全部完成，要麼全部不完成。
所謂事務，是指由一系列資料操作所組成的完整邏輯過程。比如銀行轉賬事務由兩個操作組成：從源賬戶扣除金額，以及向目标賬戶增加金額。
2.Consistency（一緻性）
指事務開始之前和事務結束之後，資料的完整性限制沒有被破壞。
包含兩層含義：
a)資料庫機制層面，事務執行前後，資料能符合設定的限制，如唯一限制、外鍵限制；
b)業務層面，由應用開發人員保證業務一緻性。還是以銀行轉賬為例，A、B兩個賬号，轉賬之前和之後，A、B兩個賬号餘額總額必須一緻。
3.Isolation（隔離性）
資料庫能夠防止由于多個并發事務交叉執行而導緻資料的不一緻。
4.Durability（持久性）
指事務結束後，對資料的修改是永久的，不會復原到之前的狀态。
CAP理論
在分布式系統中，也有類似資料庫ACID的特性，那就是CAP，他們分别是：
1.Consistency 一緻性
強調進群節點中資料一緻。在分布式中一緻性又包括強一緻性和弱一緻性，強一緻性就是指在任何時刻任何節點看到的資料都是一樣的；
弱一緻性一般實作是最終一緻性，即剛開始可能存在差異，但随着時間的推移，最終資料保持一緻。
2.Availability 可用性
強調叢集在任何時間内都正常使用
3.Partition Tolerance 分區容錯性
即使某一部分叢集壞掉，另一部分仍能正常工作。
這三個特性隻能滿足其中兩個，犧牲另一個。大部分系統也都是如此：
一般來說分布式叢集都會保證P優先，即叢集部分節點壞死不影響整個叢集的使用，然後再去追求C和A。因為如果放棄P——分區可用性，那不如就直接使用多個傳統資料庫了。事實上，很多微服務分庫分表就是這個道理。
如果追求強一緻性，那麼勢必會導緻可用性下降。比如在Master-Slave的場景中，Master負責資料寫入，然後分發給各個節點，所有節點都寫入成功，才算寫入，這樣保證了強一緻性，但是延遲也會随之增加，導緻可用性降低。
是以在可用性和一緻性之間，就出現了各種解決方案，如時序一緻性、最終一緻性等等。
BASE理論
BASE理論是對CAP理論的延伸,核心思想是即使無法做到強一緻性(Strong Consistency,CAP的一緻性就是強一緻性),但應用可以采用适合的方式達到最終一緻性(Eventual Consitency)。
BASE是指基本可用(Basically Available)、軟狀态( Soft State)、最終一緻性( Eventual Consistency)。
1.基本可用(Basically Available)
基本可用是指分布式系統在出現故障的時候,允許損失部分可用性,即保證核心可用。
電商大促時,為了應對通路量激增,部分使用者可能會被引導到降級頁面,服務層也可能隻提供降級服務。這就是損失部分可用性的展現。
2.軟狀态( Soft State)
軟狀态是指允許系統存在中間狀态,而該中間狀态不會影響系統整體可用性。
分布式存儲中一般一份資料至少會有三個副本,允許不同節點間副本同步的延時就是軟狀态的展現。mysql replication的異步複制也是一種展現。
3.最終一緻性( Eventual Consistency)
最終一緻性是指系統中的所有資料副本經過一定時間後,最終能夠達到一緻的狀态。弱一緻性和強一緻性相反,最終一緻性是弱一緻性的一種特殊情況。
BASE和ACID代表兩種截然相反的設計理念，ACID注重一緻性，是傳統關系型資料庫（MySQL）的設計思路，BASE關注高可用性。
當今大規模、跨資料中心的分布式系統（如雲計算）大多同時采用這兩種設計理念，并在兩者之間尋求平衡。