Trang chủ > Phân tán > Nội dung chính

Phân tích chi tiết về phân tán: Phân tích sơ lược về tính nhất quán mạnh và yếu

2020-10-04

---

Bài viết này ít nhất đã bị trì hoãn hai tháng so với kế hoạch. Trong bài viết trước về... Phân tích chi tiết về phân tán: Rốt cuộc thì tính nhất quán là gì? Trong bài viết trướcxem ngoại hạng anh, chúng ta đã cẩn thận phân tích và làm rõ một số khái niệm dễ bị nhầm lẫn liên quan đến "nhất quán". Còn trong bài viết này, chúng tôi sẽ tiếp tục dẫn dắt các bạn đi sâu hơn vào chủ đề, khám phá thêm về các khái niệm như nhất quán tuần tự, nhất quán tuyến tính và nhất quán cuối cùng – những khái niệm quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thông tin hiện nay.

Để tránh sự hiểu lầmmua thẻ trực tuyến, chúng ta hãy làm rõ trước một số khái niệm quan trọng bằng tiếng Anh:

• Từ đồng nghĩa với tính nhất quán tuần tự trong tiếng Anh là: sequential consistency 。
• Từ đồng nghĩa với tính nhất quán tuyến tính trong tiếng Anh là: linearizability . Thực tế123win+club, nó chính là C trong định lý CAP, mà chúng ta đã đề cập đến trong... Bài viết trước Đã đề cập đến điều đó.
• Từ đồng nghĩa với tính nhất quán cuối cùng trong tiếng Anh là: eventual consistency 。

Trước khi tiến hành thảo luận kỹ thuật sâu hơn123win+club, chúng ta hãy liệt kê các vấn đề trọng tâm và kết luận chính cần thảo luận trong bài viết này:

• Tính nhất quán tuyến tính và tính nhất quán tuần tựxem ngoại hạng anh, thuộc các mô hình nhất quán của hệ thống phân tán ( consistency model ). Điều này đại diện cho một khía cạnh rất quan trọng của hệ thống phân tán.
• Thông thườngmua thẻ trực tuyến, mọi người gọi tính nhất quán tuyến tính là "nhất quán mạnh", còn tính nhất quán cuối cùng được gọi là "nhất quán yếu". Tuy nhiên, thực tế có sự khác biệt cốt lõi giữa tính nhất quán tuyến tính và tính nhất quán cuối cùng. Nói một cách nghiêm ngặt, chúng không thuộc cùng một phạm trù khái niệm. Tính nhất quán tuyến tính đảm bảo rằng tất cả các nút trong hệ thống luôn nhìn thấy cùng một trạng thái tại bất kỳ thời điểm nào, giống như việc mọi hoạt động xảy ra tuần tự và không có xung đột. Trong khi đó, tính nhất quán cuối cùng cho phép hệ thống trải qua giai đoạn tạm thời không đồng bộ, nhưng sẽ tự điều chỉnh lại sau một khoảng thời gian. Điều này có nghĩa là hai loại này hoạt động theo nguyên tắc hoàn toàn khác nhau và không thể so sánh trực tiếp bằng cách xếp hạng mức độ mạnh hay yếu.
• Việc so sánh mức độ "mạnh" hay "yếu" giữa các mô hình nhất quán là một khái niệm tương đối. Ví dụ123win+club, mô hình nhất quán tuyến tính (Linearizability) mạnh hơn mô hình nhất quán tuần tự (Sequential Consistency). Tuy nhiên, bên cạnh hai mô hình này, còn tồn tại nhiều mô hình nhất quán khác (và phần lớn trong số đó yếu hơn mô hình nhất quán tuần tự). Mỗi mô hình có những đặc điểm và ứng dụng riêng, tạo nên sự đa dạng trong việc đảm bảo tính nhất quán của hệ thống.
• Hệ thống đáp ứng được tính nhất quán tuyến tính chắc chắn cũng sẽ đáp ứng tính nhất quán tuần tự123win+club, nhưng điều ngược lại thì không phải lúc nào cũng đúng. Điều này được quyết định bởi mối quan hệ mạnh yếu giữa các mô hình nhất quán. Một hệ thống đạt tiêu chuẩn tính nhất quán tuyến tính thường có khả năng xử lý đồng thời phức tạp hơn, cho phép các hoạt động diễn ra theo thứ tự rõ ràng và dễ dự đoán. Ngược lại, tính nhất quán tuần tự có thể linh hoạt hơn trong một số trường hợp, cho phép các giao dịch xảy ra song song mà không cần tuân theo thứ tự chặt chẽ, nhưng điều này cũng tiềm ẩn nguy cơ gây nhầm lẫn hoặc xung đột nếu không được quản lý cẩn thận.

Bây giờ123win+club, chúng ta bắt đầu phân tích chi tiết.

Xuất xứ của mô hình nhất quán

Chúng ta sử dụng hệ thống phân tán không gì khác ngoài việc tận dụng những "lợi ích" mà nó mang lạimua thẻ trực tuyến, chẳng hạn như khả năng chịu lỗi và khả năng mở rộng. Để đạt được những "lợi ích" này, phương pháp phổ biến thường được áp dụng trong việc triển khai hệ thống phân tán chính là sao chép dữ liệu. Việc sao chép giúp đảm bảo rằng ngay cả khi một phần của hệ thống gặp vấn đề, toàn bộ hoạt động vẫn có thể tiếp tục mà không bị gián đoạn. Điều này tạo nên một nền tảng đáng tin cậy hơn cho các ứng dụng lớn và phức tạp. Ngoài ra, nhờ cơ chế này, hệ thống cũng có thể phân phối tải hiệu quả hơn giữa các nút, từ đó tối ưu hóa hiệu suất tổng thể. replication ) và phân đoạn ( sharding ). Mô hình nhất quán mà chúng ta sẽ thảo luận ( consistency model )123win+club, chủ yếu liên quan đến việc sao chép. Vì vậy, trước tiên chúng ta hãy tập trung vào cơ chế sao chép.

Sao chép có nghĩa là lưu giữ cùng một tập dữ liệu trên nhiều nút mạng khác nhau. Còn các nút mạng mà lưu trữ bản sao của dữ liệu đó được gọi là bản sao phụ bản (replica). Điều này giúp tăng cường tính khả dụng và độ tin cậy của hệ thốngmua thẻ trực tuyến, bởi vì ngay cả khi một số nút gặp sự cố, dữ liệu vẫn có thể truy cập từ những nút khác trong mạng. Bản sao phụ bản đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính liên tục hoạt động và giảm thiểu rủi ro mất mát dữ liệu. replica ) Những lợi ích cụ thể mà việc sao chép mang lại chủ yếu được thể hiện ở hai khía cạnh:

• Khả năng chịu lỗi ( fault tolerance Ngay cả khi một số nút mạng gặp sự cốmua thẻ trực tuyến, toàn bộ hệ thống vẫn có thể tiếp tục hoạt động nhờ việc các dữ liệu đã được lưu trữ tại những nút bị lỗi vẫn còn tồn tại ở các nút khác đang hoạt động. Đây chính là tính năng "khả dụng cao" mà chúng ta kỳ vọng từ một hệ thống phân tán. Điều này giúp đảm bảo rằng dù có bất kỳ trục trặc nào xảy ra, người dùng vẫn có thể tiếp tục sử dụng dịch vụ mà không bị gián đoạn.
• Tăng cường khả năng xử lý lưu lượng dữ liệu. Thay vì chỉ lưu giữ một bản sao của thông tinmua thẻ trực tuyến, hãy nhân bản dữ liệu và lưu trữ nó ở nhiều nút khác nhau. Điều này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn mang lại lợi ích bổ sung: các yêu cầu truy xuất đối với cùng một đối tượng dữ liệu (ít nhất là các yêu cầu đọc) có thể được phân phối cho nhiều nút sao chép, từ đó giúp hệ thống mở rộng một cách linh hoạt khi số lượng yêu cầu tăng lên. Bằng cách phân tán tải trọng lên nhiều nút dự phòng, hệ thống sẽ không bị quá tải ngay cả khi lưu lượng truy cập gia tăng đột biến. Đồng thời, việc lưu trữ đa bản sao cũng làm giảm nguy cơ mất dữ liệu do sự cố tại bất kỳ một nút nào, đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy cao hơn cho toàn bộ hệ thống.

Mặt khácmua thẻ trực tuyến, việc sao chép mang lại rất nhiều lợi ích; mặt khác, nó cũng đặt ra không ít thách thức, trong đó vấn đề quan trọng nhất là vấn đề nhất quán của dữ liệu. Khi cùng một dữ liệu được lưu trữ ở nhiều nút sao chép khác nhau, có nguy cơ xảy ra hiện tượng mất đồng bộ giữa các bản sao. Tất nhiên, chúng ta mong muốn rằng tất cả các phiên bản sao chép của cùng một dữ liệu luôn duy trì tính nhất quán. Nói cách khác, bất kỳ sự thay đổi nào được thực hiện trên một bản sao cũng cần được các bản sao khác nhận biết và phản ánh ngay lập tức (tức là có thể đọc được ngay sau khi thay đổi). Điều này đòi hỏi hệ thống phải có cơ chế quản lý thông minh để đảm bảo rằng mọi giao dịch đều được xử lý một cách chính xác và đồng bộ hóa nhanh chóng giữa các nút. Nếu không, tình trạng mất dữ liệu hoặc xung đột giữa các bản sao có thể xảy ra, làm suy giảm hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống.

Chúng ta đều hiểu rõ rằng việc giữ tất cả các bản sao dữ liệu luôn đồng nhất ở mọi thời điểm là điều không thể. Dù tốc độ đồng bộ giữa các bản sao có nhanh đến đâu123win+club, nó vẫn cần một khoảng thời gian nhất định. Tuy nhiên, thật may mắn khi thực tế chúng ta không thực sự quan tâm đến sự nhất quán của dữ liệu ở mọi khoảnh khắc. Điều mà hệ thống cần đảm bảo là mỗi lần chúng ta "quan sát" (cụ thể là đọc dữ liệu từ bản sao), hành vi mà hệ thống thể hiện ra bên ngoài phải nhất quán. Nói cách khác, ngay cả khi trong khoảng thời gian giữa hai lần "quan sát", hệ thống có xảy ra tình trạng không đồng bộ tạm thời bên trong, thì miễn là người dùng bên ngoài không nhận ra bất kỳ sự khác biệt nào, chúng ta cũng hoàn toàn hài lòng. Có lẽ điều đó giải thích tại sao các nhà thiết kế hệ thống thường ưu tiên tính nhất quán từ góc độ người dùng thay vì cố gắng đạt được sự đồng nhất tuyệt đối. Một khi hệ thống có thể duy trì sự ổn định và nhất quán cho người sử dụng, nó đã thực hiện đúng vai trò của mình. Và điều này cũng giúp giảm bớt áp lực cho hệ thống trong việc xử lý khối lượng công việc khổng lồ, đặc biệt là khi các bản sao dữ liệu cần được đồng bộ hóa liên tục.

Điều đó có nghĩa làmua thẻ trực tuyến, chúng ta nên xác định các yêu cầu về tính nhất quán của dữ liệu từ góc độ người dùng hệ thống (các nhà phát triển đang sử dụng hệ thống) để đảm bảo rằng mọi thứ hoạt động một cách trơn tru và hiệu quả. Bằng cách làm như vậy, chúng ta có thể dễ dàng phát hiện và giải quyết các vấn đề tiềm ẩn liên quan đến sự đồng bộ của dữ liệu trong quá trình sử dụng thực tế.

Trên thực tế123win+club, các nhà thiết kế hệ thống phân tán ban đầu cũng đã đặt ra những yêu cầu cho việc thiết kế hệ thống theo cách tiếp cận tương tự. Trong điều kiện lý tưởng, hệ thống cần duy trì đặc tính tương tự như SSI (Single System Image) - tức là tạo ra một hình ảnh hệ thống duy nhất từ quan điểm của người dùng hoặc chương trình, nơi mà tất cả các tài nguyên dường như nằm trên cùng một máy chủ duy nhất, bất chấp thực tế rằng chúng có thể được phân tán trên nhiều nút khác nhau trong mạng lưới. Điều này giúp đảm bảo sự nhất quán và dễ dàng quản lý tài nguyên, đồng thời giảm thiểu sự phức tạp khi triển khai và vận hành hệ thống phân tán. single-system image ) hoặc distribution transparency Đặc tính của [2] chủ yếu nhắm đến việc làm cho sự phức tạp trong việc triển khai phân tán bên trong hệ thống trở nên không đối với người dùng bên ngoài. Nói cách khácmua thẻ trực tuyến, từ góc nhìn của người sử dụng bên ngoài, hệ thống cần phải hoạt động như thể nó chỉ có duy nhất một bản sao. Khi hệ thống có khả năng cung cấp cái gọi là cái nhìn hệ thống đơn nhất hoặc khả năng minh bạch, thì người dùng cuối sẽ có thể tương tác với hệ thống một cách dễ dàng và đơn giản hơn rất nhiều. Ngược lại, nếu thiếu đi điều này, họ có thể gặp phải những khó khăn lớn trong việc quản lý và sử dụng hệ thống. Thêm vào đó, sự minh bạch trong thiết kế giúp tăng cường hiệu quả vận hành và cải thiện trải nghiệm tổng thể của người dùng, cho phép họ tập trung vào các chức năng chính mà không bị phân tâm bởi các chi tiết kỹ thuật phức tạp bên trong. Điều này đặc biệt quan trọng khi hệ thống ngày càng mở rộng về quy mô và phạm vi hoạt động.

Hệ thống hành xử như thể chỉ có một bản sao duy nhấtmua thẻ trực tuyến, đó là một cách nói khá Để làm rõ hơn, chúng ta sẽ ba ví dụ cụ thể sau đây: 1. Đầu tiên, hãy tưởng tượng bạn đang sử dụng một ứng dụng mà trong đó dữ liệu của người dùng được cập nhật ngay lập tức trên tất cả các thiết bị. Dường như chỉ có một phiên bản dữ liệu duy nhất, nhưng thực tế lại có nhiều bản sao đồng bộ với nhau. 2. Thứ hai, khi bạn tải xuống một tệp tin từ đám mây, đôi khi hệ thống sẽ tự động chọn một máy chủ gần bạn nhất để tối ưu hóa tốc độ tải. Điều này khiến bạn cảm thấy như mình đang tương tác trực tiếp với một nguồn duy nhất, nhưng thực tế là có rất nhiều nguồn khác nhau được điều phối. 3. Cuối cùng, trong các trò chơi trực tuyến nhiều người chơi, mọi hành động của bạn thường được cập nhật ngay lập tức cho tất cả những người khác. Tuy nhiên, trong thực tế, mỗi người chơi có thể đang nhìn vào một phiên bản dữ liệu khác nhau trước khi chúng được đồng bộ hoàn toàn. Những ví dụ này giúp minh họa rằng, dù hình ảnh mà hệ thống tạo ra có vẻ đơn giản, thực tế lại phức tạp hơn nhiều.

1. Chúng ta trước tiên ghi dữ liệu vào một nút sao chép x=42 xem ngoại hạng anh, sau đó đọc đối tượng dữ liệu x Giá trị đó là gì? Rõ ràng123win+club, bất kể chúng ta đọc từ bản sao nào trong các nút phụ, điều mà chúng ta mong đợi chính là đọc được giá trị mới nhất đã được ghi (ở đây là 42). Chỉ có như vậy mới hợp lý. Ngoài ra, để đảm bảo tính nhất quán trong hệ thống phân tán, việc lựa chọn cơ chế đồng bộ dữ liệu giữa các nút cần phải được tối ưu hóa. Điều này giúp tránh tình trạng người dùng nhận được thông tin không chính xác hoặc các phiên bản cũ của dữ liệu. Việc duy trì sự đồng bộ liên tục giữa các nút là một thách thức lớn, nhưng cũng là yếu tố quan trọng để hệ thống hoạt động ổn định và đáng tin cậy.
2. Hai người dùng hệ thống thực hiện các thao tác ghi cùng lúc trên hai nút sao chép khác nhau. Người dùng A thực hiện thao tác ghi trên nút sao chép thứ nhất x=42 ; người dùng B thực hiện thao tác ghi trên nút sao chép thứ hai. Sau đó người dùng C đọc x=43 Được thực hiện trước123win+club, thì giá trị đọc được x Giá trị đó có thể thay đổi. Mặc dù hai thao tác ghi dữ liệu diễn ra "cùng lúc"xem ngoại hạng anh, nhưng để hệ thống hoạt động như thể chỉ có một bản sao duy nhất, chúng ta vẫn cần sắp xếp thứ tự giữa hai thao tác này. Và bởi vì cả hai thao tác được thực hiện cùng thời điểm, bất kỳ thứ tự nào cũng đều hợp lý. Nếu chúng ta cho rằng... x=42 Nên là 43; ngược lại123win+club, nếu chúng ta cho rằng x=43 , giá trị đọc được x Nên là 42. x=43 Nên là 43; ngược lạixem ngoại hạng anh, nếu chúng ta cho rằng x=42 , giá trị đọc được x Người dùng A trước tiên thực hiện
3. Trên nút sao chép thứ nhất123win+club, sau đó người dùng B thực hiện x=42 Trên nút sao chép thứ hai123win+club, cuối cùng người dùng C đọc x=43 phản ánh như thể chỉ có một bản sao duy nhất x Phải được thực hiện trước bởi người dùng A. Như vậy123win+club, giá trị mà người dùng C đọc được x Giá trị dường như nên là 43. Tuy nhiênxem ngoại hạng anh, điều đó không nhất thiết phải đúng. Vì hai thao tác ghi này được thực hiện lần lượt bởi người dùng A và người dùng B, họ không hề biết ai thực hiện trước ai sau (dù xét về thời gian, thao tác của người dùng A rõ ràng xảy ra trước). Do đó, chúng ta cũng có thể chọn cách nghĩ rằng người dùng B là người thực hiện trước, và từ đó đưa ra quyết định phù hợp với kết quả do hành động của họ mang lại. Điều này đặt ra một tình huống phức tạp trong việc xác định thứ tự ưu tiên giữa các thao tác đồng thời từ những người dùng khác nhau. x=43 Người dùng A thực hiện x=42 Người dùng B thực hiện x Giá trị đó lẽ ra phải là 42. Tuy nhiênxem ngoại hạng anh, như đã thảo luận ở phần sau của bài viết này, cách sắp xếp này không đáp ứng được nguyên tắc nhất quán tuyến tính (linear consistency), nhưng vẫn đảm bảo được tính nhất quán tuần tự (sequential consistency).

Dựa trên những ví dụ nàymua thẻ trực tuyến, có thể dễ dàng nhận thấy rằng cách thức một hệ thống thể hiện hiệu quả về tính nhất quán của dữ liệu phụ thuộc rất nhiều vào quy tắc và hạn chế mà hệ thống áp dụng khi sắp xếp và thực hiện các sự kiện quan trọng (như đọc và ghi). Ví dụ như trong trường hợp thứ ba được đề cập ở trên, đã xuất hiện hai phương án khác nhau để sắp xếp các hoạt động đọc và ghi. Phương án đầu tiên là:

1. Người dùng C đọc được x=42 。
2. Giá trị là 43. x=43 。
3. Ví dụ thứ ba về thứ tự là: x Giá trị là 42.

Tính nhất quán tuyến tính và tính nhất quán tuần tự

1. Giá trị là 43. x=43 。
2. Người dùng C đọc được x=42 。
3. Ví dụ thứ ba về thứ tự là: x Trước khi thảo luậnmua thẻ trực tuyến, chúng ta hãy làm rõ một số khái niệm then chốt của hệ thống phân tán:

hành xử như thể chỉ có một bản sao

Có thể nói rằng123win+club, đối với một hệ thống phân tán, việc xác định thứ tự và quy tắc thực hiện cho các hoạt động đọc và ghi sẽ định nghĩa nên một mô hình nhất quán. Điều này có nghĩa là cách mà hệ thống xử lý các yêu cầu đọc và ghi theo một thứ tự cụ thể sẽ quyết định mức độ tin cậy và tính nhất quán mà hệ thống đó mang lại cho người dùng. Một mô hình nhất quán tốt không chỉ đảm bảo dữ liệu luôn được cập nhật đúng cách mà còn giúp hệ thống hoạt động hiệu quả trong mọi tình huống. consistency model Khi một hệ thống lựa chọn một mô hình nhất quán cụ thể (như nhất quán tuyến tính hoặc nhất quán tuần tự)mua thẻ trực tuyến, bạn chỉ có thể quan sát các chuỗi hoạt động được phép theo mô hình nhất quán đó. Hãy lấy ví dụ thứ ba từ trước để giải thích: nếu bạn chọn mô hình nhất quán tuyến tính, hệ thống sẽ không hiển thị thứ tự sau mà chỉ cho phép nhìn thấy thứ tự trước. Điều này cho thấy rằng mỗi mô hình nhất quán đều có những giới hạn và cách tiếp cận riêng trong việc sắp xếp các hoạt động.

Ngoài ra123win+club, trong ba ví dụ trước đó, bất kể hệ thống cuối cùng đưa ra kết quả sắp xếp nào, người dùng của tất cả các hệ thống thực tế đã đồng ý về chuỗi hoạt động đó. Có một số mô hình nhất quán không yêu cầu tất cả người dùng phải đạt được một sự đồng thuận duy nhất về kết quả sắp xếp của các hoạt động. Những mô hình nhất quán này phức tạp hơn một chút và chúng tôi sẽ thảo luận chi tiết về chúng trong bài viết tiếp theo (chẳng hạn như mô hình nhất quán nhân quả). Một số mô hình nhất quán thậm chí còn linh hoạt hơn nữa, cho phép các giao dịch hoặc hoạt động được chấp nhận với các thứ tự khác nhau tùy thuộc vào ngữ cảnh cụ thể. Điều này có nghĩa là người dùng ở các vị trí khác nhau có thể nhìn thấy các kết quả khác nhau trong cùng một thời điểm, nhưng điều đó không gây ra mâu thuẫn lớn trong hệ thống. Điều quan trọng ở đây là đảm bảo rằng mọi hành động đều có ý nghĩa và không gây ra lỗi khi tích hợp lại. Như vậy, việc hiểu rõ các mô hình nhất quán không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn mang lại khả năng mở rộng tốt hơn cho hệ thống. Chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu sâu hơn về những khái niệm này trong phần sau!

Tiếp theomua thẻ trực tuyến, để hiểu rõ hơn về mô hình nhất quán, chúng ta sẽ đi sâu vào một số chi tiết của tính nhất quán tuyến tính và tính nhất quán tuần tự. Những khái niệm này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng dữ liệu được xử lý một cách chính xác và có tổ chức trong các hệ thống phân tán. Tính nhất quán tuyến tính đảm bảo rằng mọi hoạt động đọc sẽ thấy thứ tự đúng đắn của các hoạt động ghi gần nhất, trong khi đó, tính nhất quán tuần tự tập trung vào việc duy trì thứ tự tương đối giữa các hoạt động từ nhiều tiến trình khác nhau. Đây là những yếu tố then chốt giúp tăng cường hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống.

Hệ thống có thể được xem như được tạo thành từ nhiều

Quá trình

• Và một kho lưu trữ dữ liệu chung Ví dụ về tính nhất quán tuần tự biểu đồ không gian-thời gian ) Một quá trình ghi: Quá trình thứ Quá trình này chịu trách nhiệm phát động các hoạt động đọc và ghi dữ liệu đối với việc lưu trữ. Trong ngữ cảnh nàymua thẻ trực tuyến, quá trình có thể được coi là người dùng hệ thống hoặc người sử dụng hệ thống mà chúng ta đã đề cập trước đó trong bài viết. Không chỉ vậy, quá trình còn đóng vai trò quan trọng trong việc điều phối các yêu cầu từ người dùng để đảm bảo hiệu suất tối ưu của hệ thống.
• Các hoạt động đọc và viết được khởi tạo từ cùng một tiến trình sẽ được thực hiện theo thứ tự tuần tựxem ngoại hạng anh, không đồng thời. Hãy lưu ý rằng khái niệm "tiến trình" ở đây khác với những gì chúng ta thường gặp trong lập trình thông thường. Trong trường hợp này, bên trong tiến trình sẽ không còn phân chia thành nhiều luồng (thread) nữa, mà toàn bộ hoạt động sẽ được xử lý tuần tự theo cách tuyến tính.
• Khi nói về việc lưu trữ dữ liệuxem ngoại hạng anh, có thể sẽ có nhiều bản sao khác nhau, nhưng trong quá trình thảo luận về mô hình nhất quán, chúng ta thường xem nó như một thực thể duy nhất, không phân biệt cụ thể việc đọc hoặc ghi được gửi đến bản sao nào. Điều này giúp đơn giản hóa các vấn đề phức tạp liên quan đến sự đồng bộ giữa các bản sao và đảm bảo tính nhất quán của toàn bộ hệ thống.
• Mỗi lần thực hiện một thao tácmua thẻ trực tuyến, từ lúc bắt đầu được gọi đến khi hoàn tất, đều cần một khoảng thời gian nhất định. Do đó, khi một tiến trình đang chờ thao tác của mình kết thúc, thao tác của tiến trình khác có thể đã bắt đầu trước. Trong môi trường đa nhiệm, việc quản lý các thao tác thường phức tạp hơn do tính đồng thời. Khi một tiến trình gửi yêu cầu và chưa nhận được kết quả, hệ thống vẫn tiếp tục phân bổ tài nguyên cho các tiến trình khác. Điều này không chỉ làm tăng hiệu suất hoạt động mà còn đòi hỏi sự điều phối chặt chẽ giữa các tiến trình để tránh xung đột và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

Rõ ràngmua thẻ trực tuyến, nhiều tiến trình trong hệ thống có thể chạy đồng thời. Dưới đây, chúng ta sẽ minh họa tình huống chạy đồng thời này qua một ví dụ và từ đó giải thích khái niệm về tính nhất quán tuần tự. Giả sử bạn đang làm việc trên một hệ thống máy tính mà có nhiều ứng dụng cùng lúc được mở và hoạt động. Ví dụ như một lúc nào đó bạn vừa nghe nhạc trên trình phát nhạc, vừa viết tài liệu trên phần mềm văn bản, và đồng thời kiể Tất cả các tác vụ này đều diễn ra song song, không phải chờ đợi nhau hoàn thành trước khi tiếp tục. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là mặc dù các tiến trình này chạy đồng thời, kết quả của chúng vẫn phải đảm bảo tính nhất quán tuần tự. Nghĩa là, cho dù các tác vụ được thực hiện theo thứ tự nào đi chăng nữa, thì kết quả cuối cùng phải giống nhau như thể chúng đã được thực hiện tuần tự từng bước một. Điều này giúp đảm bảo rằng hệ thống vận hành ổn định và dữ liệu không bị xung đột hoặc sai lệch trong quá trình xử lý.

Vào đối tượng dữ liệu P ₁ 、 P ₂ Một quá trình đọc: Quá trình thứ P ₃ Trong quá trình xử lý đọc và ghi dữ liệu được thể hiện trong bản đồ nàyxem ngoại hạng anh, trục ngang từ trái sang phải biểu thị sự tăng dần của thời gian. Các đoạn thẳng màu đen cho thấy khoảng thời gian bắt đầu và kết thúc của mỗi thao tác. Những ký hiệu nằm trên các đoạn thẳng sẽ đại diện cụ thể cho các hoạt động đọc hoặc ghi được thực hiện. Các hoạt động này có thể bao gồm nhiều bước phức tạp hơn như xác định vị trí lưu trữ, kiểm tra lỗi, hoặc tối ưu hóa cách thức lưu trữ để đảm bảo hiệu suất tối đa. Mỗi dấu hiệu trên đường thẳng không chỉ đơn thuần là một hoạt động, mà còn phản ánh những yếu tố như độ ưu tiên, trạng thái hoạt động, và khả năng tương tác giữa các hệ thống phụ trợ.

• A –> w _i ( x Đọc được giá trị i Từ đối tượng dữ liệu x Tính nhất quán tuần tự A 。
• r _i ( x ) –> A Điều kiện I i Điều kiện II x : Thứ tự thực thi các thao tác trong từng quá trình trước đây phải được giữ nguyên trong chuỗi sắp xếp lại này. A 。

Vấn đề mà chúng ta cần xem xét lúc này là: Quá trình thực hiện như được thể hiện trong hình trên có đáp ứng được nguyên tắc tính nhất quán tuần tự hay không? Để trả lời câu hỏi nàymua thẻ trực tuyến, trước hết chúng ta cần hiểu định nghĩa của nguyên tắc tính nhất quán tuần tự là gì. Nguyên tắc tính nhất quán tuần tự yêu cầu rằng các hoạt động của hệ thống phải xuất hiện như thể chúng được thực hiện theo một thứ tự nhất định mà bất kỳ tiến trình nào cũng có thể quan sát được. Điều này có nghĩa là nếu một tiến trình thực hiện một hành động, thì mọi tiến trình khác đều phải nhận biết hành động đó xảy ra ở một thời điểm xác định và không được phép "nhảy" qua các bước logic khác. Trở lại với hình ảnh minh họa ở trên, chúng ta sẽ cần phân tích từng bước trong quá trình thực thi để kiểm tra liệu nó có tuân theo nguyên tắc này hay không. Liệu mọi hoạt động có được thực hiện theo đúng thứ tự mà các tiến trình có thể đồng bộ hóa và hiểu rõ được không? Đây chính là trọng tâm mà chúng ta cần khám phá tiếp theo.

Ví dụmua thẻ trực tuyến, từ quá trình thực thi ở trên, tất cả 6 thao tác đọc-viết có thể được sắp xếp lại để tạo ra chuỗi có thứ tự như sau:Định nghĩa [3xem ngoại hạng anh,4]: Nếu một quá trình thực thi song song chứa tất cả các hoạt động đọc và viết có thể được sắp xếp lại thành một chuỗi toàn cục theo thứ tự tuyến tính duy nhất và chuỗi này thỏa mãn hai điều kiện sau, thì quá trình thực thi song song đó được coi là tuân thủ nguyên tắc nhất quán tuần tự:

• Rõ ràngxem ngoại hạng anh, chuỗi này thỏa mãn cả hai điều kiện của định nghĩa tính nhất quán tuần tự trước đó:Trong dãy thứ tự đã sắp xếp lạimua thẻ trực tuyến, mỗi lần đọc dữ liệu trả về phải bằng với giá trị cuối cùng được ghi vào đối tượng dữ liệu đó trong lần viết gần nhất trước đó.
• xem ngoại hạng anh, là giá trị do thao tác ghi đầu tiên trước đó tạo ra; thao tác đọc thứ 4 nhận được giá trịxem ngoại hạng anh, là giá trị do thao tác ghi thứ 3 trước đó tạo ra.

Điều kiện II: Thứ tự thực thi của hai thao tác ghi trong quá trình

1. A –> w ₁ ( x )
2. r ₃ ( x ) –> A
3. C –> w ₂ ( x )
4. r ₃ ( x ) –> C
5. B –> w ₁ ( x )
6. r ₃ ( x ) –> B

) và

• Điều kiện I: Trong chuỗi đã được sắp xếp lại nàymua thẻ trực tuyến, mỗi lần đọc sẽ trả về giá trị của lần ghi gần nhất trước đó, chẳng hạn như thao tác thứ hai nhận được giá trị từ lần ghi gần nhất trước nó. A ) vẫn được duy trì trong chuỗi sắp xếp lại này. Tương tự123win+club, thứ tự thực thi của ba thao tác đọc trong quá trình C ) cũng được giữ nguyên trong chuỗi sắp xếp lại này.
• Bây giờ chúng ta có thể trả lời câu hỏi trước đó: Quá trình thực thi ở hình trên là thỏa mãn tính nhất quán tuần tự. P ₁ Bạn có thể thắc mắcxem ngoại hạng anh, tại sao tính nhất quán tuần tự lại được định nghĩa như vậy? Ý định ban đầu của định nghĩa này là gì? A –> w ₁ ( x Hãy xem xét một ví dụ khác để hiểu rõ hơn về mặt trái của vấn đề - một quá trình thực thi không thỏa mãn tính nhất quán tuần tự sẽ trông như thế nào. B –> w ₁ ( x Ví dụ về không thỏa mãn tính nhất quán tuần tự P ₃ Quá trình thực thi trong hình này rất giống với hình đầu tiênmua thẻ trực tuyến, chỉ có thứ tự thực thi của một số thao tác trong quá trình

Có chút thay đổi.

Về thứ tự thực thixem ngoại hạng anh, chúng ta biết rằng,

hành xử giống như chỉ tồn tại một bản sao duy nhất

) phải được đặt trước

) trong quá trình P ₃ ) phải được đặt trước quá trình

Chúng ta có thể tiếp tục thử sắp xếp lại tất cả các thao tác trong quá trình thực hiện này dựa trên định nghĩa về tính nhất quán theo thứ tự trước đó. Đầu tiên123win+club, hãy xem xét điều kiện II và tiến trình... P ₁ . Cuối cùng123win+club, kết hợp với điều kiện II và thứ tự thực thi của quá trình A –> w ₁ ( x mua thẻ trực tuyến, chúng ta có thể rút ra kết luận rằng, tất cả các thao tác của quá trình B –> w ₁ ( x Và quá trình P ₁ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: B –> w ₁ ( x Chúng ta sẽ nhận thấy rằngmua thẻ trực tuyến, chuỗi trên không thỏa mãn điều kiện I ở hai điểm: P ₃ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: r ₃ ( x ) –> B Thao tác thứ 4 đọc được giá trị P ₃ 123win+club, trong khi giá trị được ghi bởi thao tác ghi gần nhất trước đó (thao tác thứ 2) là P ₁ Thao tác thứ 5 đọc được giá trị P ₃ xem ngoại hạng anh, trong khi giá trị được ghi bởi thao tác ghi gần nhất trước đó (cũng là thao tác thứ 2) là

1. A –> w ₁ ( x )
2. B –> w ₁ ( x )
3. r ₃ ( x ) –> B
4. r ₃ ( x ) –> C
5. r ₃ ( x ) –> A

Chúng ta còn lại một thao tác ghi của quá trình

• Về điều kiện IIIxem ngoại hạng anh, chúng ta phân tích thứ tự thực thi giữa các thao tác: C ) và quá trình B 。
• , cũng giống nhau. A ) phải được đặt trước B 。

) trước. P ₂ Với cùng lý do như trênxem ngoại hạng anh, trong chuỗi sắp xếp lại, quá trình C –> w ₂ ( x Có lẽ bạn đã bỏ lỡ việc thêm nó vào chuỗi cuối cùng. Thay vì để nó ở cuốixem ngoại hạng anh, chúng ta có thể thử đặt nó giữa thao tác thứ 3 và thứ 4, điều này sẽ giúp sửa lỗi đầu tiên mà không đáp ứng được điều kiện I. Tuy nhiên, bất kể cách nào, vẫn không thể tạo ra một chuỗi hoàn chỉnh hoàn toàn thỏa mãn cả điều kiện I và điều kiện II. Do đó, tiến trình trong hình thứ hai không tuân theo tính nhất quán tuần tự. Nói cách khác, nếu hệ thống của bạn cho phép một tiến trình như vậy (như được minh họa trong hình thứ hai), chúng ta có thể khẳng định chắc chắn rằng hệ thống đó không tuân thủ tính nhất quán tuần tự.

Chúng ta hãy cùng tìm hiểu thêm về khái niệm tính nhất quán tuyến tính. Định nghĩa về tính nhất quán tuyến tính [5]123win+club, giống như tính nhất quán tuần tự, cũng cố gắng sắp xếp tất cả các hoạt động đọc và ghi thành một chuỗi thứ tự toàn cục có thứ tự tuyến tính. Tuy nhiên, ngoài việc đáp ứng các điều kiện I và II trước đó, nó còn cần phải thỏa mãn thêm một điều kiện quan trọng: Đó là đảm bảo rằng bất kỳ tiến trình nào cũng chỉ nhìn thấy một lịch sử mà trong đó các hoạt động của chính nó được thực hiện theo đúng thứ tự đã thiết lập ban đầu, và không bị xáo trộn bởi bất kỳ hoạt động nào từ các tiến trình khác. Điều này giúp duy trì sự rõ ràng và nhất quán trong cách mà dữ liệu được xử lý và truy cập bởi các tiến trình trong hệ thống.

• ) phải được đặt trước quá trình Khi các hoạt động của các tiến trình không chồng chéo về mặt thời gian123win+club, thứ tự thực hiện giữa chúng trong chuỗi ban đầu cần được duy trì nguyên vẹn sau khi sắp xếp lại. Điều này có nghĩa là thứ tự logic giữa các tiến trình phải luôn được tôn trọng, bất kể cách mà chúng được sắp xếp hay thực thi trong hệ thống.

Dựa trên điều kiện III được định nghĩa mới nhất123win+club, chúng ta hãy đánh giá lại xem quá trình thực hiện được thể hiện trong hình đầu tiên có đáp ứng yêu cầu này hay không. Để thuận tiện cho việc đọc và thảo luận, chúng tôi sẽ tái hiển thị hình đầu tiên bên dưới: --- Hình đầu tiên: [Hình ảnh hoặc sơ đồ cần phân tích] --- Chúng ta cùng bắt đầu phân tích từng bước để xác định liệu nó có phù hợp với tiêu chuẩn mới này hay không.

Trước.

• Ví dụ về tính nhất quán tuần tự P ₁ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: B –> w ₁ ( x Bây giờ chúng tôi đưa ra một ví dụ thỏa mãn tính nhất quán tuyến tính: P ₂ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: C –> w ₂ ( x hai hoạt động này xảy ra đồng thời về mặt thời gianxem ngoại hạng anh, do đó thứ tự của chúng không bị ràng buộc bởi điều kiện III. Điều này có nghĩa là trong chuỗi đã được sắp xếp lại, thứ tự thực hiện giữa hai hoạt động này hoàn toàn linh hoạt. Tương tự như vậy, đối với các tiến trình, P ₁ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: B –> w ₁ ( x Bây giờ chúng tôi đưa ra một ví dụ thỏa mãn tính nhất quán tuyến tính: P ₃ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: r ₃ ( x ) –> A Ví dụ về tính nhất quán tuyến tính
• Ví dụ về tính nhất quán tuần tự P ₁ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: A –> w ₁ ( x Bây giờ chúng tôi đưa ra một ví dụ thỏa mãn tính nhất quán tuyến tính: P ₂ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: C –> w ₂ ( x Bạn có thể thực hiện hai thao tác này một cách tuần tựmua thẻ trực tuyến, nghĩa là thao tác trước cần phải hoàn tất trước khi thao tác sau bắt đầu. Điều này đồng nghĩa với việc cả hai thao tác phải đáp ứng điều kiện thứ III: trong chuỗi được sắp xếp lại, các hành động sẽ không chồng chéo về mặt thời gian và mỗi thao tác sẽ duy trì tính độc lập của nó. A –> w ₁ ( x Quá trình thực thi trong hình trên123win+club, sau khi sắp xếp lại tất cả các thao tác, có thể tạo ra chuỗi có thứ tự như sau: C –> w ₂ ( x Cuối cùngmua thẻ trực tuyến, chúng ta so sánh tính nhất quán tuần tự và tính nhất quán tuyến tính:
• tỏ ra như chỉ có một bản sao duy nhất P ₂ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: C –> w ₂ ( x Tính nhất quán tuyến tính xem xét thứ tự thời gianmua thẻ trực tuyến, trong khi tính nhất quán tuần tự không. P ₃ Tất nhiên phải tuân theo thứ tự sau trong chuỗi sắp xếp hoàn chỉnh cuối cùng: r ₃ ( x ) –> A Quá trình thực thi thỏa mãn tính nhất quán tuyến tính chắc chắn sẽ thỏa mãn tính nhất quán tuần tự; ngược lại thì chưa chắc.

Rõ ràng làmua thẻ trực tuyến, dù bạn sắp xếp lại như thế nào đi chăng nữa trong khuôn khổ các ràng buộc thứ tự này, bạn vẫn không thể tạo ra một chuỗi hoàn chỉnh thỏa mãn điều kiện I. Vì vậy, quá trình thực thi được minh họa trong hình đầu tiên mà bạn đã đề cập, mặc dù tuân theo nguyên tắc nhất quán về thứ tự, lại không đáp ứng được yêu cầu của tính nhất quán tuyến tính.

Lưu ý điểm thứ ba trên về thứ tự thời gian. Điều này có nghĩa:

Giá trị được ghi thành

1. A –> w ₁ ( x )
2. r ₃ ( x ) –> A
3. C –> w ₂ ( x )
4. r ₃ ( x ) –> C
5. B –> w ₁ ( x )
6. r ₃ ( x ) –> B

Rõ ràng có thể thấy rằng chuỗi này đáp ứng đầy đủ tất cả các điều kiện Ixem ngoại hạng anh, II và III. Do đó, quy trình thực hiện này tuân theo tính nhất quán tuyến tính.

Bạn có thể đã nhận thấy rằng123win+club, ví dụ cuối cùng về tính nhất quán tuyến tính (linear consistency) mà bạn vừa xem, sau khi sắp xếp lại thứ tự các sự kiện, dường như không khác gì so với chuỗi kết quả của ví dụ đầu tiên về tính nhất quán thứ tự (sequential consistency). Tất nhiên, quá trình thực thi song song đa luồng trong hai ví dụ này là hoàn toàn khác nhau. Điều đó là hoàn toàn bình thường và không có gì khiến chúng ta phải ngạc nhiên cả.

Bây giờ chúng ta có thể nghiên cứu kỹ hơn về điều kiện II và điều kiện IIImua thẻ trực tuyến, vốn bao gồm tất cả các mối liên hệ thứ tự có thể xảy ra giữa hai hoạt động bất kỳ:

• Trong quá trình thực thimua thẻ trực tuyến, bất kỳ hai thao tác nào cũng luôn được thực hiện theo thứ tự tuần tự (không thể xảy ra chồng lấn về mặt thời gian); và dựa trên điều kiện II, thứ tự này sẽ vẫn được duy trì trong chuỗi kết quả sau khi sắp xếp lại cuối cùng. Thêm một chút sáng tạo: Điều này đồng nghĩa với việc ngay cả khi các hoạt động có thể bị tạm thời gián đoạn hoặc điều chỉnh trong quá trình chạy, nhưng khi kết thúc, chúng vẫn tuân thủ đúng quy luật về thứ tự mà chúng đã xuất hiện ban đầu, đảm bảo tính nhất quán và chính xác của toàn bộ tiến trình.
• Các hoạt động khác nhau của các tiến trình khác nhau có thể thực hiện đồng thời (thực thi song song) hoặc không. Theo điều kiện III123win+club, đối với hai hoạt động không trùng lặp về thời gian, thứ tự trước sau của chúng sẽ được duy trì trong chuỗi cuối cùng sau khi sắp xếp lại. Còn đối với hai hoạt động mà thời gian thực thi chồng lên nhau, thứ tự của chúng trong chuỗi cuối cùng sau khi sắp xếp lại không bị ràng buộc và có thể thay đổi tùy theo ngữ cảnh. Điều này cho phép hệ thống linh hoạt hơn trong việc quản lý tài nguyên và tăng hiệu quả xử lý.

Sau đó quá trình

• Vẫn đọc được giá trị cũ (
• Chúng đều đảm bảo thứ tự thực thi của chương trình không bị phá vỡmua thẻ trực tuyến, đặc biệt là thông qua điều kiện II trong việc duy trì thứ tự các hoạt động bên trong từng tiến trình. Điều này giúp duy trì tính nhất quán và tránh bất kỳ xung đột nào có thể xảy ra giữa các tác vụ khác nhau.
• Tính nhất quán cuối cùng và tính đặc thù của nó
• Chúng tôi đã đề cập đến điều này trong

Định lý CAP [6] của C123win+club, chính là tính nhất quán tuyến tính (

• Khả năng nhất quán tuyến tính ngầm khẳng định sự đảm bảo về thời gian thực (recency guarantee). Điều này có nghĩa là chúng ta luôn có thể đọc được phiên bản mới nhất của dữ liệu123win+club, bất kể các thay đổi trước đó đã xảy ra. Hơn nữa, nó cung cấp một nền tảng tin cậy để người dùng và hệ thống có thể dựa vào đó mà không lo bị lạc hậu thông tin.
• Trong ngữ cảnh nhất quán tuần tựmua thẻ trực tuyến, hoàn toàn có khả năng chúng ta đọc được phiên bản dữ liệu cũ. Chẳng hạn như trong ví dụ về tính nhất quán tuần tự đầu tiên của bài viết này, khi tiến trình... P ₂ tính nhất quán mạnh x Theo định lý CAPmua thẻ trực tuyến, khi xảy ra phân vùng mạng, chúng ta phải lựa chọn giữa khả dụng tính ( C ) và tính nhất quán mạnh. P ₃ Ngoài ramua thẻ trực tuyến, ngay cả khi không có phân vùng mạng, chúng ta cũng phải lựa chọn giữa độ trễ ( A ）。

). Tính nhất quán tuyến tính và tính nhất quán tuần tự thuộc về

(sự an toàn); trong khi tính nhất quán cuối cùng thuộc về Bài viết trước (hoạt động) [8]. linearizability Một chương trình song công hoặc một hệ thống phân tánmua thẻ trực tuyến, những thuộc tính hệ thống mà chúng thể hiện trong quá trình thực thi, có thể được chia thành hai loại lớn:

Nếu bị vi phạmmua thẻ trực tuyến, chúng ta cũng có thể xác định rõ thời điểm bất ngờ xuất hiện. availability ) cũng thuộc

Thuộc tính. latency Việc phải lựa chọn giữa độ nhất quán mạnh mẽ và các yếu tố khác trong hệ thống là điều cần thiết [7]. Nguyên nhân nằm ở chỗxem ngoại hạng anh, việc duy trì độ nhất quán cao đòi hỏi một chi phí nhất định. Khi yêu cầu mức độ nhất quán càng cao, các nút sao chép sẽ cần thực hiện nhiều giao tiếp và phối hợp hơn với nhau. Điều này dẫn đến sự gia tăng tổng thời gian trễ cho mỗi thao tác, từ đó ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất toàn bộ hệ thống. Thêm vào đó, các nhà phát triển cần cân nhắc kỹ lưỡng giữa việc đảm bảo tính nhất quán và tối ưu hóa hiệu năng, bởi cả hai yếu tố này đôi khi mâu thuẫn với nhau trong quá trình vận hành.

Kể từ giữa những năm 1990 của thế kỷ XX123win+club, Internet bắt đầu phát triển mạnh mẽ và quy mô của các hệ thống cũng ngày càng mở rộng. Định hướng thiết kế các hệ thống phân tán lớn dần dần nghiêng nhiều hơn về khả năng sẵn sàng cao (high availability) và hiệu suất xử lý tốt (high performance). Kết quả của việc này là mức độ bảo đảm nhất quán (consistency) mà hệ thống cung cấp bị giảm xuống. Một trong những ý tưởng quan trọng nhất trong quá trình này chính là nguyên tắc nhất quán cuối cùng (eventual consistency)[2]. Một số hệ thống đã bắt đầu áp dụng chiến lược này để đảm bảo rằng mặc dù không có sự đồng bộ tức thời giữa các nút trong hệ thống, nhưng thông tin sẽ đạt được trạng thái nhất quán sau một khoảng thời gian nhất định. Điều này cho phép các nhà phát triển tối ưu hóa hiệu suất tổng thể của hệ thống mà vẫn đảm bảo được trải nghiệm người dùng ở mức độ chấp nhận được. Đồng thời, nó cũng giúp giảm bớt gánh nặng về tài nguyên cần thiết cho việc duy trì tính nhất quán toàn thời gian trong môi trường phân tán phức tạp.

hành xử như thể chỉ có một bản sao

Eventual consistency. This is a specific form of weak consistency; the storage system guarantees that if no new updates are made to the objectmua thẻ trực tuyến, eventually all accesses will return the last updated value.
Sau cùngmua thẻ trực tuyến, tính nhất quán yếu ở một mức độ nào đó được thể hiện qua dạng đặc biệt gọi là tính nhất quán cuối cùng; hệ thống lưu trữ đảm bảo rằng nếu không có bất kỳ thao tác cập nhật mới nào đối với đối tượng, tất cả các yêu cầu truy xuất sẽ cuối cùng trả về giá trị được ghi đè mới nhất. Điều này có nghĩa là dù quá trình xảy ra có chậm trễ hay gián đoạn, dữ liệu cuối cùng vẫn sẽ đồng bộ và chính xác như mong muốn.

Chúng tôi nhận thấy rằngxem ngoại hạng anh, mặc dù tên gọi của sự nhất quán cuối cùng có vẻ rất giống với sự nhất quán tuyến tính hoặc nhất quán tuần tự mà chúng ta đã thảo luận trước đó, nhưng định nghĩa của nó thực sự khác biệt đáng kể so với hai loại sau. Lý do sâu xa nằm ở chỗ, chúng thuộc về các nhóm thuộc tính hệ thống hoàn toàn khác nhau. Sự nhất quán cuối cùng không chỉ đơn thuần là một biến thể của các loại nhất quán kia; nó đại diện cho một khái niệm độc lập, đòi hỏi cách tiếp cận và phân tích riêng để hiểu rõ bản chất của nó. property Thuộc tính. Trong khi đóxem ngoại hạng anh, tính nhất quán cuối cùng thuộc về safety property ) (hoạt động)mua thẻ trực tuyến, biểu thị rằng tất cả các bản sao cuối cùng sẽ hội tụ về cùng một giá trị [9]. liveness property Thông thường123win+club, chỉ khi

Thuộc tính. Điều này có nghĩa làmua thẻ trực tuyến, đối với người sử dụng hệ thống, bạn phải chuẩn bị biện pháp bù đắp cho khả năng dữ liệu không nhất quán (

• safety Nó ám chỉ rằng "những điều xấu" sẽ không bao giờ xảy ra. Ví dụxem ngoại hạng anh, nếu một hệ thống tuân theo sự nhất quán tuyến tính hoặc nhất quán tuần tự, thì sẽ không bao giờ xuất hiện một tiến trình thực thi vi phạm ba (hoặc đối với sự nhất quán tuần tự là hai) điều kiện cơ bản. Tuy nhiên, khi một hệ thống gặp vấn đề, mọi thứ có thể trở nên phức tạp và khó kiểm soát. Khi đó, ngay cả những gì từng được xem là ổn định nhất cũng có thể bắt đầu trượt dài vào trạng thái bất thường, khiến các nhà phát triển phải đối mặt với nhiều thử thách mới. safety Mối quan hệ giữa mức độ nhất quán mạnh và yếu
• liveness Điều đó ám chỉ rằng "sự tốt đẹp" sẽ xảy ra vào cuối cùng. Đặc tính này dường như mang một chút màu sắc huyền bí: tại bất kỳ thời điểm nàomua thẻ trực tuyến, bạn cũng không thể đoán trước được điều gì sẽ xảy ra. Tuy nhiên, trong cuộc sống, đôi khi chính những điều mà ta không thể dự đoán lại tạo nên những kết quả tuyệt vời nhất, giống như hạt giống được gieo xuống đất và nảy mầm theo cách mà ta không ngờ tới. liveness những điều tốt đẹp availability Chúng ta cũng có thể hiểu rõ rằngmua thẻ trực tuyến, mối quan hệ giữa mức độ mạnh và yếu của mô hình nhất quán, dựa trên liveness Các đảm bảo cung cấp ở phương diện này là không cóxem ngoại hạng anh, nó thuộc về

Rõ ràngxem ngoại hạng anh, lý do chúng ta có thể đưa ra so sánh và thảo luận về tính nhất quán tuyến tính (linearizability) và tính nhất quán tuần tự (sequential consistency) trong phần nhỏ trước đó là vì cả hai đều thuộc về nhóm các mô hình đảm bảo tính nhất quán trong hệ thống phân tán. Cụ thể hơn, cả hai đều cố gắng giải quyết vấn đề về thứ tự các hoạt động được thực hiện bởi các tiến trình khác nhau trong mạng, nhưng mỗi loại lại có cách tiếp cận và mức độ nghiêm ngặt khác nhau. Tính nhất quán tuyến tính tập trung vào việc đảm bảo rằng mỗi hoạt động xuất hiện như một bước duy nhất và rõ ràng, trong khi tính nhất quán tuần tự nhấn mạnh vào việc duy trì thứ tự tuần tự của tất cả các hoạt động từ quan điểm của từng tiến trình riêng lẻ. safety Khái niệm. Một hệ thống có thể cung cấp tính nhất quán cuối cùng đồng thời cũng cung cấp một loại nhất quán mạnh hơn một chút với liveness Thuộc tính này hoàn toàn khác biệt so với hai điều kia về bản chất. Thực tếxem ngoại hạng anh, sự nhất quán cuối cùng có tên gọi hơi không phù hợp, một cái tên chính xác hơn cho nó có lẽ nên là tính hội tụ (convergence). convergence Thuộc tính (ví dụ như tính nhất quán nhân quả).

Kết luận safety Một quá trình đọc: Quá trình thứ liveness Khi hai thuộc tính này được cân nhắc cùng nhau123win+club, một hệ thống mới có thể cung cấp các đảm bảo có ý nghĩa [1]. Còn khi nhà thiết kế hệ thống theo đuổi phương pháp tiếp cận dựa trên sự nhất quán cuối cùng, họ đang thực tế từ bỏ tất cả các Xin lỗi, tôi sẽ hoàn thành câu trước khi gửi lại! ...các đảm bảo về tính nhất quán tức thì mà một số ứng dụng yêu cầu. Điều này đồng nghĩa với việc chấp nhận một trạng thái tạm thời trong đó dữ liệu có thể chưa khớp giữa các nút trong hệ thống, cho đến khi quá trình đồng bộ hoàn tất. Tuy nhiên, lợi ích của cách tiếp cận này là nó giúp tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng, đặc biệt là đối với các hệ thống phân tán lớn. safety Cũng như tôi đã chỉ ra trong bài viết khác trước đây về compensation Điều này cũng là nơi khiến hệ thống nhất quán cuối cùng trở nên khó sử dụng. Dù sao đi nữa123win+club, nhất quán cuối cùng vẫn được coi là yêu cầu tối thiểu để hệ thống đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu [1].

mua thẻ trực tuyến, Hiểu vấn đề trước mắt quan trọng hơn việc biết câu trả lời cho vấn đề đó rất nhiều

Ở phần mở đầu123win+club, chúng tôi đã đề cập rằng, thông thường, mọi người gọi tính nhất quán tuyến tính là "nhất quán mạnh" và tính nhất quán cuối cùng là "nhất quán yếu". Tuy nhiên, đối với việc chỉ định một mô hình nhất quán cụ thể, cả "nhất quán mạnh" lẫn "nhất quán yếu" đều không phải là những tên gọi chính xác. Lý do là vì mạnh và yếu là các khái niệm tương đối. Trên thực tế, việc phân loại này có thể gây hiểu lầm nếu không xem xét kỹ hơn các đặc điểm cụ thể của từng mô hình. Tính nhất quán mạnh, chẳng hạn, không đơn thuần là "mạnh" hoàn toàn mà nó đảm bảo tính đồng bộ dữ liệu trên tất cả các nút trong hệ thống ngay lập tức sau mỗi giao dịch. Trong khi đó, tính nhất quán yếu cũng không phải là "yếu" một cách tuyệt đối, mà nó mang đến sự linh hoạt cho hệ thống, cho phép dữ liệu được đồng bộ hóa sau một khoảng thời gian nhất định. Vì vậy, để hiểu rõ hơn về từng loại, cần nhìn nhận từ nhiều góc độ khác nhau, thay vì chỉ dựa vào các từ ngữ "mạnh" hay "yếu".

Dựa trên những gì đã được thảo luận trước đó trong bài viếtxem ngoại hạng anh, từ sự nhất quán tuyến tính (linear consistency), đến sự nhất quán tuần tự (sequential consistency), và cuối cùng là sự nhất quán cuối cùng (eventual consistency), mức độ mạnh của sự nhất quán dần dần giảm đi. Tuy nhiên, mối quan hệ giữa các mô hình nhất quán mạnh và yếu không chỉ đơn giản như vậy; thực tế, có một định nghĩa rõ ràng hơn và nghiêm ngặt hơn về cách chúng liên kết với nhau.

• Khi và chỉ khi tất cả các tiến trình thực thi mà một mô hình nhất quán có thể chấp nhận đều cũng được một mô hình nhất quán khác chấp nhận (tập hợp của mô hình trước là tập con của tập hợp của mô hình sau)123win+club, chúng ta nói rằng mô hình đầu tiên "mạnh hơn" (stronger) so với mô hình thứ hai. Điều này có nghĩa là mô hình đầu tiên đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt hơn đối với tính nhất quán, đảm bảo rằng mọi hành động sẽ luôn được xử lý theo cách phù hợp trong mọi ngữ cảnh hệ thống. Trong nhiều trường hợp, việc sử dụng mô hình mạnh hơn thường đi kèm với sự đánh đổi giữa hiệu suất và độ chính xác, nhưng nó lại đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống đòi hỏi mức độ tin cậy cao.

Dựa trên định nghĩa mối quan hệ mạnh yếu nghiêm ngặt nàymua thẻ trực tuyến, mô hình nhất quán tuyến tính là một mô hình mạnh hơn so với nhất quán tuần tự. Lý do là vì nhất quán tuyến tính còn tuân theo thêm một điều kiện III so với nhất quán tuần tự. Do đó, bất kỳ tiến trình thực thi nào đáp ứng yêu cầu của nhất quán tuyến tính chắc chắn cũng sẽ thỏa mãn các yêu cầu của nhất quán tuần tự. Điều này cho thấy rằng, trong trường hợp này, mô hình nhất quán tuyến tính không chỉ mở rộng phạm vi kiểm soát mà còn đặt ra các yêu cầu chặt chẽ hơn đối với cách xử lý dữ liệu, khiến nó trở thành một chuẩn cao hơn trong việc duy trì sự đồng bộ và ổn định giữa các hệ thống phân tán.

(kết thúc phần chính) safety Thuộc tính được định nghĩa như vậy. Do đóxem ngoại hạng anh, việc so sánh mức độ mạnh yếu giữa tính nhất quán tuyến tính hoặc nhất quán tuần tự với nhất quán cuối cùng không phải là một cách tiếp cận chặt chẽ. Thực tế, giống như những gì chúng ta đã thảo luận trong phần trước, tính nhất quán cuối cùng có... safety Tài liệu tham khảo: liveness Phân tán dựa trên Redis có an toàn không? safety Học máy có thể nhìn thấy: Hiểu sơ lược về mạng thần kinh

Học máy cho người bình thường (một): Lý thuyết tối ưu hóa

Giữ cân bằng giữa kỹ thuật và kinh doanh Tìm hiểu về hệ thống phân tán, vấn đề các tướng quân và blockchain Phân tích chi tiết về phân tán: Tính nhất quán nhân quả và không gian-thời gian tương đối Giữ cân bằng giữa kỹ thuật và kinh doanh Trong bài viết nàyxem ngoại hạng anh, chúng tôi đã phân tích các khái niệm như nhất quán tuyến tính, nhất quán tuần tự và nhất quán cuối cùng, cũng như mối quan hệ và sự khác biệt giữa chúng. Qua đó, chúng tôi đã hiểu rõ một số vấn đề cốt lõi trong hệ thống phân tán. Tuy nhiên, chúng tôi không đi sâu vào cách giải quyết những vấn đề đó. Chẳng hạn, thuật toán nào cần được sử dụng để đạt được nhất quán tuyến tính; khi làm việc với hệ thống có tính nhất quán cuối cùng, lập trình viên nên làm gì, bao gồm cách xử lý các trường hợp ngoại lệ, v.v. So với việc hiểu bản chất của vấn đề, tất cả những điều này thực tế chỉ là những chi tiết phụ. Một số hệ thống phân tán đòi hỏi sự cân bằng tinh tế giữa hiệu suất và độ tin cậy. Việc lựa chọn thuật toán phù hợp không chỉ liên quan đến khả năng đảm bảo tính nhất quán mà còn phải xem xét đến yếu tố thời gian thực và tài nguyên máy chủ. Điều này đặt ra thách thức lớn cho các kỹ sư phần mềm khi phát triển ứng dụng. Vì vậy, việc hiểu rõ bản chất của từng loại nhất quán sẽ giúp họ đưa ra quyết định sáng suốt hơn trong quá trình thiết kế hệ thống. Đặc biệt đối với hệ thống dựa trên mô hình microservices, nơi mỗi dịch vụ có thể hoạt động độc lập nhưng vẫn cần phối hợp chặt chẽ với nhau, việc quản lý trạng thái và dữ liệu trở nên phức tạp hơn bao giờ hết. Một hệ thống không ổn định có thể dẫn đến tình trạng xung đột dữ liệu hoặc mất đồng bộ giữa các node. Do đó, việc nghiên cứu sâu về các khái niệm nhất quán là vô cùng quan trọng để xây dựng một hệ thống bền vững và đáng tin cậy.

Trong bài viết tiếp theo của loạt bài nàymua thẻ trực tuyến, chúng ta sẽ tiếp tục đi sâu theo cách tiếp cận đã đề cập, tập trung phân tích cụ thể về nhất quán nhân quả và các vấn đề sắp xếp sự kiện sâu hơn trong hệ thống phân tán. Bên cạnh đó, chúng ta cũng sẽ khám phá thêm một số khía cạnh thú vị liên quan đến cách hệ thống này xử lý thông tin một cách hiệu quả và ổn định trong môi trường phức tạp.

Phân tích chi tiết về phân tán: Tính nhất quán nhân quả và không gian-thời gian tương đối

• [1] Peter Bailis123win+club, Ali Ghodsi, “Eventual Consistency Today: Limitations, Extensions, and Beyond”, 2013.
• [2] Werner Vogelsmua thẻ trực tuyến, “Eventually Consistent”, 2008.
• [3] Leslie Lamportxem ngoại hạng anh, “How to Make a Multiprocessor Computer That Correctly Executes Multiprocess Progranm”, 1979.
• [4] Mustaque Ahamad123win+club, Gil Neiger, James E. Burns, et al, “Causal Memory: Definitions, Implementation and Programming”, 1994.
• [5] Maurice P. Herlihy123win+club, Jeannette M. Wing, “Linearizability: A Correctness Condition for Concurrent Objects”, 1990.
• [6] Seth Gilbertmua thẻ trực tuyến, Nancy Lynch, “Brewer’s Conjecture and the Feasibility of Consistent, Available, Partition-Tolerant Web”, 2002.
• [7] Peter Bailismua thẻ trực tuyến, Ali Ghodsi, et al, “Bolt-on Causal Consistency”, 2013.
• [8] Bowen Alpernxem ngoại hạng anh, Fred B. Schneider, “Defining Liveness”, 1985.
• [9] Martin Kleppmannxem ngoại hạng anh,《Designing Data-Intensive Applications》, 2017.
• [10] Prince Mahajanxem ngoại hạng anh, Lorenzo Alvisi, Mike Dahlin, “Consistency, Availability, and Convergence”, 2011.

Các bài viết được chọn lọc khác ：

• Phân tích chi tiết về phân tán: Rốt cuộc thì tính nhất quán là gì?
• Tìm hiểu về hệ thống phân tán, vấn đề các tướng quân và blockchain
• Redis
• ()
• Buôn chuyện về kinh doanh và nền tảng
• Cuộc phiêu lưu của ba byte

Bài viết gốc123win+club, xin vui lòng trích dẫn nguồn và bao gồm mã QR bên dưới! Nếu không, từ chối tái bản!
Liên kết bài viết: /0ivzifj4.html
Hãy theo dõi tài khoản Weibo cá nhân của tôi: Tìm kiếm tên tôi "Trương Thiết Lệ" trên Weibo.

---