Теорема CAP и уровни согласованности

Фундаментальный компромисс распределённых систем, который интервьюер любит проверять.

Теорема CAP — при сетевом разделении (Partition) распределённая система может сохранить либо согласованность (Consistency), либо доступность (Availability), но не оба свойства одновременно.

Три буквы

В реальной распределённой системе сетевые разрывы неизбежны, поэтому P держать обязаны. Значит, выбор реально стоит между C и A в момент разделения.

CP против AP

CP-система при разрыве сети предпочтёт отказать в ответе, лишь бы не отдать устаревшие данные — так делают банковские балансы. AP-система ответит всегда, пусть и слегка устаревшими данными — так работают ленты и счётчики лайков. Правильный выбор зависит от цены неверного ответа.

Сильная и итоговая согласованность

Сильная согласованность: после записи любой следующий чтения видит её немедленно. Итоговая (eventual): данные «сойдутся» через какое-то время, но кратко возможна рассинхронизация. Большинство интернет-систем выбирают итоговую согласованность ради доступности и масштаба.

Как работает под капотом

На собеседовании CAP применяют не как формулу, а как язык компромиссов. Скажите: «Лайки можно делать AP с итоговой согласованностью — ничего страшного, если счётчик секунду расходится. А списание с баланса — строго CP, лучше отказать, чем дважды списать». Привязка CAP к конкретным частям системы — сильный сигнал.

Частые ошибки

• Считать, что можно одновременно получить C, A и P при разделении.
• Выбирать сильную согласованность везде, убивая доступность и масштаб.
• Произносить «CAP» как мантру, не привязывая к данным системы.

Итог

• При разделении выбираем между согласованностью и доступностью.
• CP — для денег и критичных данных; AP — для лент и счётчиков.
• Применяйте CAP по частям системы, а не ко всей сразу.