Phân tích biến động tỉ lệ cược qua từng trận đấu lớn

Phân tích chi tiết về phân tán: Rốt cuộc thì tính nhất quán là gì?
2020-06-26

Mọi người làm việc trong lĩnh vực phát triển máy chủ chắc hẳn đều có hứng thú với hệ thống phân tán và các lý thuyết liên quan. Trong số đóbắn cá săn thưởng, vấn đề được thảo luận nhiều nhất khi nói đến hệ thống phân tán chính là "nhất quán" (consistency). Tuy nhiên, cho dù là trong giới học thuật hay ngành công nghiệp, lịch sử phát triển luôn cho thấy rằng khái niệm này luôn gây ra sự mơ hồ và hiểu lầm. Trên thực tế, từ thời kỳ đầu của máy tính, các nhà nghiên cứu đã phải đối mặt với thách thức trong việc đảm bảo rằng tất cả các nút trong mạng lưới hoạt động đồng bộ và cập nhật dữ liệu một cách chính xác. Sự phức tạp gia tăng khi hệ thống ngày càng lớn và các giao dịch cần xử lý hàng nghìn yêu cầu mỗi giây. Chính vì vậy, các định nghĩa về sự nhất quán không chỉ khác nhau giữa các trường phái mà còn thường mâu thuẫn với nhau. Điều này cũng dẫn đến việc nhiều kỹ sư phải đối mặt với tình huống khó khăn khi chọn giải pháp phù hợp để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định mà vẫn đáp ứng được yêu cầu hiệu suất. Nhiều mô hình như CAP (Sự lựa chọn giữa khả năng phân tán, tính nhất quán và độ bền) đã được đưa ra nhằm giúp các nhà phát triển có cái nhìn rõ ràng hơn về vấn đề này. Tuy nhiên, không có giải pháp nào là hoàn hảo, và mỗi hệ thống vẫn phải tìm cách cân bằng giữa các yếu tố này theo nhu cầu cụ thể của mình.

nhất quán phân tán

Tuy nhiêntỉ lệ cược, từ "nhất quán" mang một sự đánh lừa khá lớn. Nếu diễn đạt bằng tiếng Anh, có ít nhất hai từ liên quan đến khái niệm này: consistency Một quá trình đọc: Quá trình thứ consensus Chúng thường được dịch là "đồng nhất tính"bắn cá săn thưởng, điều này càng làm gia tăng mức độ bị lạm dụng khái niệm này. Để tiện cho việc thảo luận tiếp theo, chúng ta hãy cùng làm rõ một chút:

Các giao thức nhất quán phân tán như Paxos mà mọi người thường nhắc đến trên mạng thực tế là consensus Từ này. Nếu nó được dịch thành "thống nhất"tỉ lệ cược, có lẽ sẽ dễ hiểu hơn một chút. Để diễn đạt rõ ràng, trong phần thảo luận sau của bài viết này, chúng tôi sẽ cố gắng sử dụng từ "thống nhất" này. consensus Vấn đề.
Từ "C" trong ACID hoặc CAPtỉ lệ cược, dùng consistency Từ nàybắn cá săn thưởng, nhưng ý nghĩa thực sự hoàn toàn khác nhau.
nhất quán hoàn toàn

Tiếp theotỉ lệ cược, chúng ta sẽ phân tích chi tiết các khái niệm này.

Nhất quán trong ACID

ACID là bốn tính chất chính của các giao dịch trong cơ sở dữ liệuxem ngoại hạng anh, cụ thể gồm: tính nguyên tử (Atomicity), tính nhất quán (Consistency), tính biệt lập (Isolation) và tính bền vững (Durability). Những đặc điểm này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính toàn vẹn và ổn định của dữ liệu trong quá trình xử lý. Tính nguyên tử yêu cầu một giao dịch phải được thực hiện toàn diện hoặc không thực hiện gì cả; tính nhất quán đảm bảo rằng trạng thái của dữ liệu luôn đúng sau khi hoàn thành giao dịch; tính biệt lập giúp ngăn chặn các xung đột giữa các giao dịch đang chạy đồng thời; còn tính bền vững cam kết rằng kết quả cuối cùng của giao dịch sẽ được lưu trữ vĩnh viễn ngay cả khi có sự cố hệ thống xảy ra.

Hiện tại chúng ta đang quan tâm đến C trong đóxem ngoại hạng anh, tức là nhất quán. Consistency tổng số tiền không thay đổi trước và sau khi chuyển

Từ đoạn mô tả ở trênxem ngoại hạng anh, chúng ta dễ dàng nhận ra rằng:

trạng thái không nhất quán
tổng số dư tài khoản không thay đổi trước và sau khi chuyển

Chúng ta hãy cùng xem xét lạibắn cá săn thưởng, để đảm bảo mọi giao dịch luôn tuân thủ đầy đủ các thuộc tính ACID, thì trong quá trình triển khai thực tế, chúng ta cần phải lưu ý những yếu tố nào? Trước tiên, việc quản lý đồng bộ là vô cùng quan trọng, vì nếu không kiểm soát được các thao tác đồng thời, có thể dẫn đến tình trạng xung đột dữ liệu hoặc mất dữ liệu. Tiếp theo, cần phải có cơ chế checkpoint thường xuyên để lưu trữ trạng thái hiện tại của hệ thống, giúp phục hồi nhanh chóng khi gặp sự cố. Ngoài ra, việc thiết lập các quy tắc kiểm tra và xác minh dữ liệu cũng là một phần không thể thiếu, nhằm đảm bảo rằng bất kỳ thay đổi nào cũng đều hợp lệ và nhất quán trước và sau khi thực thi giao dịch. Cuối cùng, cần phải xây dựng các kịch bản dự phòng để xử lý các trường hợp ngoại lệ hoặc lỗi hệ thống một cách hiệu quả. Tất cả những yếu tố này sẽ góp phần tạo nên một hệ thống giao dịch ổn định và đáng tin cậy.

Có ít nhất hai khía cạnh cần được xem xét: thứ nhất là các tình huống lỗi (lỗi hoặc thất bại trong hoạt động); thứ hai là hành vi đồng thời (concurrence) khi nhiều tác vụ chạy cùng lúc. Bên cạnh đótỉ lệ cược, việc hiểu rõ cách hệ thống xử lý cả hai yếu tố này sẽ giúp cải thiện đáng kể hiệu suất và độ tin cậy của nó.

Trước tiênbắn cá săn thưởng, đối với bất kỳ hệ thống nào, lỗi là điều không thể tránh khỏi. Và lỗi có thể được chia nhỏ thành hai loại.

Loại lỗi đầu tiên có thể phát sinh từ logic thực thi của chính giao dịch. Ví dụbắn cá săn thưởng, khi bạn thực hiện chuyển 100 đồng từ tài khoản A sang tài khoản B, nếu trong quá trình này, bạn chỉ trừ đi số tiền 100 đồng từ tài khoản A nhưng quên không thêm số tiền đó vào tài khoản B, thì rõ ràng giao dịch này đã sai sót. Điều này nhấn mạnh rằng để duy trì tính nhất quán, việc tránh các lỗi thuộc loại này là điều vô cùng quan trọng. Do đó, cần phải có sự cẩn trọng trong việc viết mã tại lớp ứng dụng để đảm bảo tính chính xác và toàn diện cho mỗi giao dịch.

chỉ thực hiện được một nửa

Thứ haixem ngoại hạng anh, hành vi đồng thời cũng có thể ảnh hưởng đến tính nhất quán của giao dịch. Trong hệ thống cơ sở dữ liệu, hành vi đồng thời được thể hiện qua việc có thể xảy ra nhiều giao dịch cùng lúc thực hiện các thao tác trên cùng một tập dữ liệu. Giả sử ví dụ về chuyển tiền mà chúng ta đã đề cập trước đó: có hai giao dịch đang diễn ra, giao dịch 1 thực hiện việc chuyển 100 đồng từ tài khoản A sang tài khoản B, trong khi giao dịch 2 lại chuyển 50 đồng từ tài khoản A sang tài khoản C. Nếu hai giao dịch này được thực thi theo trình tự nhất định, tất nhiên sẽ không có vấn đề gì xảy ra. Tuy nhiên, nếu cả hai giao dịch này cùng lúc được xử lý, có thể dẫn đến một chuỗi thực thi như sau (giả sử số dư ban đầu của tài khoản A là x): 1. Giao dịch 1 đọc số dư tài khoản A (x). 2. Giao dịch 2 cũng đọc số dư tài khoản A (x). 3. Giao dịch 1 trừ đi 100 đồng từ số dư tài khoản A và cập nhật giá trị mới. 4. Giao dịch 2 trừ đi 50 đồng từ số dư tài khoản A và cập nhật giá trị mới. Trong trường hợp này, số dư cuối cùng của tài khoản A sẽ chỉ phản ánh sự trừ đi 50 đồng thay vì tổng cộng 150 đồng, dẫn đến sự bất nhất trong dữ liệu. Đây chính là một trong những vấn đề phổ biến mà hệ thống cơ sở dữ liệu phải đối mặt khi xử lý các giao dịch đồng thời.

: Đọc số dư tài khoản Abắn cá săn thưởng, đọc được x đồng;
: Đọc số dư tài khoản Axem ngoại hạng anh, cũng đọc được x đồng;
: Ghi vào tài khoản A (x-100) đồng;
: Ghi vào tài khoản A (x-50) đồng;
……

Quá trình thực hiện ở trênxem ngoại hạng anh, giá trị cuối cùng được ghi vào tài khoản A là (x-50) đồng, điều này rõ ràng là không đúng (sự nhất quán của giao dịch sẽ bị phá vỡ). Nếu cả hai giao dịch chuyển khoản có thể hoàn tất một cách chính xác, thì số dư của tài khoản A phải là (x-150) đồng mới đúng. Cụ thể hơn, khi thực hiện các giao dịch này, nếu mọi thứ diễn ra suôn sẻ, số tiền cần trừ khỏi tài khoản A phải là tổng số tiền từ cả hai giao dịch, tức là 100 đồng + 50 đồng. Điều này dẫn đến việc số dư cuối cùng của tài khoản A phải giảm xuống (x-150) đồng, thay vì chỉ giảm xuống (x-50) đồng như đã xảy ra trong trường hợp hiện tại. Sự khác biệt này cho thấy rằng có vấn đề trong việc quản lý trạng thái giao dịch hoặc cơ chế kiểm soát dữ liệu giữa các giao dịch.

Vấn đề về tính đồng thời này cần được giải quyết như thế nào? Điều đó đòi hỏi phải áp dụng nguyên tắc I (độ cách ly) trong ACID để đảm bảo. Đâu là độ cách ly? Nó thực hiện việc sắp xếp hợp lý các giao dịch đang chạy song songxem ngoại hạng anh, đảm bảo rằng các giao dịch khác biệt không làm ảnh hưởng đến nhau. Nói cách khác, tính năng độ cách ly cho phép các giao dịch chạy cùng lúc hoạt động giống như thể chúng đang được thực thi theo một thứ tự tuần tự rõ ràng. Ngoài ra, nhờ có độ cách ly, hệ thống có thể ngăn chặn các vấn đề phổ biến như ghi đè dữ liệu hoặc xung đột khi nhiều người dùng cùng chỉnh sửa cùng một dữ liệu trong cùng một khoảng thời gian. Điều này không chỉ giúp duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu mà còn đảm bảo hiệu suất và sự ổn định của ứng dụng.

Sau khi phân tích trêntỉ lệ cược, bây giờ về nhất quán trong ACID, chúng ta có thể rút ra một số kết luận:

Nhất quán không chỉ đơn giản là yêu cầu mà hệ thống phải đảm bảobắn cá săn thưởng, mà nó còn phản ánh cách mà các giao dịch thực tế hoạt động trong thế giới thực. Đây là nơi mà cơ sở dữ liệu cần kết hợp chặt chẽ với yêu cầu của người dùng để đảm bảo rằng dữ liệu luôn ở trạng thái mong muốn. “The letter C doesn’t really belong in ACID”。
Để đạt được đúng nguyên tắc nhất quán (consistency) trong ACIDxem ngoại hạng anh, nó phụ thuộc rất lớn vào tính nguyên tử (atomicity) và cách ly (isolation) của cơ sở dữ liệu (để xử lý lỗi và đồng thời). Tuy nhiên, ngay cả khi cơ sở dữ liệu cung cấp tất cả các tính năng kỹ thuật mà bạn cần, điều đó vẫn chưa chắc đảm bảo tính nhất quán theo chuẩn ACID. Nó còn tùy thuộc vào việc bạn có thực hiện logic giao dịch ở tầng ứng dụng một cách chính xác hay không. Nếu logic giao dịch bị sai sót hoặc thiết kế không hợp lý, thì dù cơ sở dữ liệu có mạnh đến đâu cũng không thể đảm bảo tính nhất quán mong muốn. Điều quan trọng là phải hiểu rõ cách hoạt động của từng yếu tố và phối hợp chúng một cách hiệu quả.
Cuối cùngtỉ lệ cược, tính nhất quán trong ACID thực ra không có mối liên hệ trực tiếp nào với tính phân tán. Tính liên kết duy nhất giữa chúng nằm ở chỗ, trong môi trường phân tán, việc đảm bảo tính nguyên tử và cách ly mà tính nhất quán phụ thuộc vào sẽ trở nên phức tạp hơn nhiều. Điều này xuất phát từ việc các hệ thống phân tán phải đối mặt với thách thức lớn hơn trong việc duy trì sự đồng bộ và xử lý các vấn đề xung đột dữ liệu.

Tóm lạitỉ lệ cược, khái niệm "nhất quán" (consistency) trong ACID là một ý tưởng rất đặc biệt. Ngoài việc xử lý giao dịch cơ sở dữ liệu, nó rất khó áp dụng vào các ngữ cảnh khác và cũng không có nhiều liên quan đến các định nghĩa về "nhất quán" trong lý thuyết phân tán. Điều này cho thấy rằng, dù cùng tên gọi, nhưng hai loại "nhất quán" này hoạt động ở những lĩnh vực hoàn toàn khác nhau, mỗi cái phục vụ cho mục đích riêng của nó.

Mối liên hệ giữa giao dịch phân tán và thuật toán đồng thuận

Hãy bắt đầu bằng vấn đề đồng thuận (consensus problem). Đây là một vấn đề rất cơ bản và quan trọng trong hệ thống phân tántỉ lệ cược, nó đề cập đến cách thức để các nút khác nhau trong hệ thống có thể đạt được sự đồng thuận về một vấn đề nào đó. Trong một hệ thống phân tán phức tạp với nhiều nút hoạt động độc lập, việc đảm bảo rằng tất cả các nút đều nhất trí về cùng một quyết định là một thử thách không hề nhỏ. Điều này đòi hỏi phải có một cơ chế hiệu quả để giải quyết xung đột và đảm bảo tính nhất quán giữa các nút, từ đó duy trì tính ổn định và tin cậy của toàn bộ hệ thống.

thuật toán nhất quán phân tán

Dù PAXOSbắn cá săn thưởng, 2PC và 3PC thường được nhắc đến cùng nhau trong các cuộc thảo luận, chắc chắn giữa chúng tồn tại những điểm tương đồng. Nhưng nguồn gốc của sự tương đồng này là gì? Hãy cùng phân tích sâu hơn. PAXOS là một thuật toán tổng quát để giải quyết vấn đề đồng thuận (consensus). Thuật toán này cho phép mỗi nút trong hệ thống đưa ra một đề xuất (gọi là proposal), và với việc không phụ thuộc vào bất kỳ nút trung tâm nào, PAXOS đảm bảo tất cả các nút sẽ đạt được sự nhất trí cuối cùng về đề xuất đó. Proposal ở đây mang tính trừu tượng, có thể đại diện cho bất kỳ giá trị nào mà bạn muốn đạt được sự đồng thuận. Ngược lại, 2PC và 3PC tập trung vào việc giải quyết vấn đề xác nhận giao dịch phân tán (distributed transaction commit). Trong khi 2PC chia quy trình xác nhận thành hai giai đoạn rõ ràng - "prepare" và "commit", thì 3PC thêm một bước bổ sung giữa hai giai đoạn này nhằm giảm thiểu tình trạng kẹt (deadlock) và tăng cường khả năng xử lý lỗi. Cả hai phương pháp này đều cố gắng đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu và duy trì trạng thái nhất quán trong môi trường phân tán phức tạp.

Dường nhưbắn cá săn thưởng, khi nhìn từ bên ngoài, Paxos và hai thuật toán 2PC, 3PC dường như không có nhiều điểm tương đồng. 2PC và 3PC gắn bó chặt chẽ với các giao dịch phân tán, trong khi Paxos lại không có mối liên hệ đặc biệt nào với chúng. Để khám phá bản chất sâu xa hơn, chúng ta hãy cùng tìm hiểu bối cảnh ra đời của 2PC và 3PC. Trước hết, 2PC (hai giai đoạn xác nhận) được thiết kế để giải quyết vấn đề đảm bảo tính nhất quán trong quá trình xử lý giao dịch giữa các nút trong mạng lưới phân tán. Nó bao gồm hai bước chính: giai đoạn chuẩn bị và giai đoạn xác nhận. Tuy nhiên, do sự đơn giản của nó, 2PC vẫn tồn tại một số nhược điểm, chẳng hạn như điểm yếu về khả năng chịu lỗi. Điều này đã dẫn đến sự xuất hiện của phiên bản nâng cao hơn - 3PC (ba giai đoạn xác nhận), nhằm khắc phục những hạn chế đó. Ngược lại, Paxos là một thuật toán đồng thuận, được phát triển chủ yếu để giải quyết bài toán đạt được sự đồng thuận trong hệ thống phân tán. Thuật toán này không trực tiếp liên quan đến các giao dịch phân tán mà tập trung vào việc đưa ra một quyết định duy nhất mà tất cả các nút trong mạng lưới có thể đồng ý. Điều này làm cho Paxos trở thành một công cụ hữu ích trong nhiều tình huống khác nhau, nhưng ít liên quan hơn đến vấn đề giao dịch phân tán. Vì vậy, mặc dù cả hai nhóm thuật toán đều hoạt động trong môi trường phân tán, chúng lại hướng đến các mục tiêu và bài toán khác nhau. Việc hiểu rõ bản chất và hoàn cảnh ra đời của từng thuật toán sẽ giúp chúng ta nhận ra rằng, dưới lớp bề mặt, chúng có những cách tiếp cận và ứng dụng rất riêng biệt.

Trở lại với khái niệm giao dịch. Ban đầutỉ lệ cược, giao dịch không có mối liên hệ trực tiếp nào với tính phân tán; ngay cả khi chỉ chạy trên một cơ sở dữ liệu đơn lẻ, việc thực hiện các đặc tính ACID của giao dịch vẫn là một thách thức lớn. Tuy nhiên, như đã đề cập ở phần kết thúc chương trước, trong môi trường phân tán, việc duy trì các đặc tính ACID trở nên khó khăn hơn nhiều. Trong chương trước, chúng ta chủ yếu tập trung vào khía cạnh nhất quán (consistency) của ACID; bây giờ, hãy cùng tìm hiểu về tính nguyên tử (atomicity), một thành phần quan trọng khá Tính nguyên tử của giao dịch đảm bảo rằng tất cả các hoạt động bên trong giao dịch sẽ được thực hiện như một khối hoàn chỉnh hoặc không thực hiện gì cả. Điều này có nghĩa là nếu một phần của giao dịch thất bại, toàn bộ giao dịch phải bị huỷ bỏ và trạng thái ban đầu cần được khôi phục. Trong môi trường đơn lẻ, điều này đã khó để thực hiện, nhưng khi đưa vào môi trường phân tán, nơi mà các nút có thể gặp sự cố hoặc mất kết nối bất kỳ lúc nào, thì yêu cầu này trở nên phức tạp hơn bao giờ hết. Chúng ta sẽ khám phá những thách thức mà tính nguyên tử phải đối mặt trong hệ thống phân tán và cách các giải pháp hiện đại xử lý vấn đề này để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

thành công một phần Vấn đề cam kết nguyên tử Vấn đề cam kết nguyên tử (Atomic Commitment Problem) [2]tỉ lệ cược, và thuật toán có khả năng giải quyết vấn đề này được gọi là **thuật toán cam kết nguyên tử**. Những thuật toán này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính nhất quán của các giao dịch trong hệ thống phân tán, nơi mà sự thất bại của bất kỳ thành phần nào có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng. Một thuật toán cam kết nguyên tử thành công phải có khả năng duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu ngay cả khi có sự cố xảy ra, chẳng hạn như mất kết nối hoặc lỗi thiết bị. Giao thức cam kết nguyên tử (Atomic Commitment Protocolbắn cá săn thưởng, viết tắt ACP )[3]. 2PC và 3PCtỉ lệ cược, thuộc hai thực hiện cụ thể khác nhau của giao thức cam kết nguyên tử.

Khi phân tích đến đâytỉ lệ cược, chúng ta dường như đã phát hiện ra Vấn đề cam kết nguyên tử có mối quan hệ chặt chẽ hơn với Vấn đề đồng thuận sự liên quan:

Vấn đề đồng thuận giải quyết cách để nhiều nút trong hệ thống phân tán đạt được sự đồng thuận về một đề xuất.
Vấn đề mà việc thực hiện cam kết (atomic commit) giải quyết nằm ở chỗ tất cả các nút tham gia vào giao dịch phân tán cần đạt được sự thống nhất về việc “đưa ra quyết định Commit hay Abort”. Đây là một bước quan trọng để đảm bảo tính toàn vẹn và khả năng đáng tin cậy của toàn bộ hệ thốngbắn cá săn thưởng, giúp tránh những xung đột hoặc trạng thái không chắc chắn trong quá trình xử lý giao dịch.
Vì vậytỉ lệ cược, vấn đề cam kết nguyên tử là một trường hợp đặc biệt của vấn đề đồng thuận.

Luận điểm nàybắn cá săn thưởng, với cấu trúc giống như một tam đoạn luận, dường như rất hợp lý và hợp tình. Thực tế, trong suốt một thời gian dài, giới học thuật đã tin rằng vấn đề cam kết nguyên tử của giao dịch phân tán (Distributed Transactions Atomic Commit) chính là một dạng suy thoái của bài toán các tướng (Byzantine Generals Problem)[4]. Vậy bài toán các tướng là gì? Nói một cách đơn giản, đây cũng là một vấn đề trong hệ thống phân tán. Bài toán này giả định một tình huống mà các tướng quân trong một quốc gia cần phải cùng đưa ra quyết định về việc có tấn công kẻ thù hay không. Tuy nhiên, một số tướng có thể phản bội hoặc truyền tải thông điệp sai lệch. Mục tiêu của bài toán là tìm ra cách để tất cả các tướng còn trung thành có thể đạt được sự đồng thuận ngay cả khi một số tướng phản bội hoặc gửi thông tin không chính xác. Điều này mang tính chất đặc biệt phức tạp trong các hệ thống phân tán, nơi mà các nút có thể gặp lỗi hoặc hoạt động bất thường. Do đó, bài toán các tướng không chỉ là một thách thức lý thuyết mà còn có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc đối với các lĩnh vực như bảo mật, an toàn dữ liệu và khả năng chịu đựng sự cố trong hệ thống phân tán hiện đại. Vấn đề đồng thuận Điều đặc biệt ở đây là nó đòi hỏi mức độ linh hoạt trong việc xử lý lỗi cao nhất trong tất cả các vấn đề đồng thuận. Chúng ta sẽ không đi sâu vào chi tiết về bài toán Byzantine Generals Problem trong phần nàybắn cá săn thưởng, nhưng nếu bạn tò mò về những khía cạnh cụ thể, đừng ngần ngại đọc bài viết khác của tôi trước đây có tựa đề “ Tìm hiểu về hệ thống phân tán, vấn đề các tướng quân và blockchain Tóm lạitỉ lệ cược, quan điểm mà giới học thuật đã đề xuất trước đây cũng tương tự như kết luận mà chúng ta vừa phân tích (vấn đề xác nhận nguyên tử thực chất chỉ là một trường hợp đặc biệt của vấn đề đồng thuận).

Tuy nhiênbắn cá săn thưởng, chính sự kỳ lạ của hệ thống phân tán sẽ thể hiện rõ ở đây. Những khác biệt nhỏ về chi tiết có thể dẫn đến những tác động lớn. Nếu bạn dành thời gian đọc kỹ phần trước, bạn sẽ nhận ra một chi tiết quan trọng: Khi chúng ta nói về vấn đề đồng thuận, điều mà chúng ta đang ám chỉ là... Nhiều nút đạt được sự đồng thuận; khi mô tả vấn đề cam kết nguyên tửxem ngoại hạng anh, chúng ta nói về Tất cả các nút Việc đạt được sự đồng thuận giữa các bên tạo nên sự khác biệt tinh tếbắn cá săn thưởng, khiến hai loại vấn đề này dường như biến thành những vấn đề hoàn toàn khác nhau (không gì có thể thay thế được). Sự phân biệt này không chỉ đơn thuần là về nội dung mà còn nằm ở cách tiếp cận và cách giải quyết, làm cho mỗi vấn đề mang một sắc thái riêng biệt, không thể hoán đổi.

Từ góc độ các ứng dụng riêng biệt của hai loại vấn đềtỉ lệ cược, sự khác biệt này là hợp lý và dễ hiểu. Hãy lấy giao thức Paxos làm ví dụ để giải quyết vấn đề đồng thuận. Giao thức này chỉ yêu cầu đa số các nút trong mạng đạt được sự đồng thuận, nhờ đó Paxos có thể cung cấp một mức độ khả năng chịu lỗi nhất định. Điều này có nghĩa là hệ thống vẫn có thể hoạt động bình thường ngay cả khi một số lượng nhỏ hơn một nửa số nút gặp trục trặc (không bị treo). Tuy nhiên, đối với các giao thức như 2PC hoặc 3PC nhằm giải quyết vấn đề cam kết nguyên tử thì lại hoàn toàn khác. Ngay cả khi chỉ một nút gặp vấn đề, các nút còn lại không được phép tự ý đưa ra quyết định về việc thực hiện cam kết (commit). Lý do là vì nếu điều này xảy ra, giao dịch sẽ chỉ được thực thi một phần, vi phạm yêu cầu nguyên tử Do đó, giao thức cam kết nguyên tử cần phải đảm bảo rằng tất cả các nút tham gia vào giao dịch phân tán đều... Tất cả các nút thực hiện Commit hay Abort

không nhất thiết Tất cả các nút Ngay cả khi có sự cố ngừng hoạt động (downtime) tại thời điểm nàytỉ lệ cược, mọi người cũng đã đi đến thống nhất rằng hành động cần thực hiện là "Rollback" thay vì "Commit". Đây chính là những chi tiết nhỏ nhưng vô cùng quan trọng, khiến cho các giao thức như hai-phase commit (2PC) hay three-phase commit (3PC), vốn dĩ có vẻ đơn giản trên bề mặt, lại trở nên không dễ triển khai trong thực tế. Những tình huống như vậy yêu cầu một sự cẩn trọng và tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống.

Bài báo [5] tiếp tục làm rõ vấn đề này bằng cách cô đọng vấn đề giao tiếp nguyên tử (atomic commitment) thành một dạng mới của bài toán đồng thuậnbắn cá săn thưởng, được gọi là bài toán đồng thuận thống nhất (uniform consensus). Đây là một bài toán hoàn toàn khác biệt so với bài toán đồng thuận truyền thống (consensus problem), và còn phức tạp hơn rất nhiều. Bài toán uniform consensus đòi hỏi tất cả các nút, bao gồm cả những nút bị lỗi, phải đạt được sự đồng thuận; trong khi đó, bài toán đồng thuận thông thường chỉ quan tâm đến việc các nút hoạt động bình thường đạt được sự thống nhất mà không cần quan tâm đến trạng thái của các nút bị lỗi.

Đến đâybắn cá săn thưởng, chúng ta tóm tắt kết luận của chương này:

Vấn đề đồng thuận (consensus problem) đề cập đến cách thức để các nút trong một hệ thống phân tán có thể đạt được sự nhất trí về một đề xuất cụ thể. Nó chỉ tập trung vào việc các nút hoạt động bình thường có thể đạt được sự đồng thuận với nhau mà không cần quan tâm đến các nút bị lỗi hoặc gặp sự cố. Trong môi trường phân tán phức tạptỉ lệ cược, việc này đóng vai trò cực kỳ quan trọng để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của toàn hệ thống.
thực hiện Commit hay Abort
Thuật toán Paxos và các giải pháp cho vấn đề các tướng chiếmtỉ lệ cược, đều nhắm đến việc giải quyết vấn đề đồng thuận (consensus). Trong khi đó, 2PC/3PC lại tập trung vào một dạng cụ thể của vấn đề đồng thuận thống nhất (uniform consensus), với mục tiêu chính là đảm bảo tính nhất quán trong quá trình giao dịch. Hai phương pháp này có những trọng tâm khác nhau nhưng cùng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định và hiệu quả của hệ thống phân tán.

CAP và nhất quán tuyến tính

Ba chữ cái trong CAP đại diện cho ba đặc tính chính của một hệ thống phân tán: nhất quán (consistency)xem ngoại hạng anh, khả dụng (availability) và khả năng chịu lỗi phân vùng (partition tolerance). Định lý CAP cho rằng bất kỳ hệ thống phân tán nào cũng chỉ có thể cùng lúc đáp ứng được hai trong số ba đặc tính này. Tuy nhiên, cách diễn giải này từng gây ra rất nhiều hiểu lầm trong cộng đồng công nghệ. Nhiều người đã nhầm lẫn rằng họ có thể thiết kế một hệ thống hoàn hảo thỏa mãn cả ba yếu tố cùng một lúc, nhưng thực tế thì không tồn tại điều đó. Điều này dẫn đến những thách thức lớn khi các kỹ sư phải đưa ra quyết định giữa việc tối ưu hóa cho tính nhất quán hay cải thiện khả năng hoạt động của hệ thống. Một hệ thống mạnh mẽ thường cần phải tìm ra sự cân bằng giữa các yếu tố này dựa trên nhu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Như vậy, dù định lý CAP không dễ hiểu, nó lại là một nguyên tắc quan trọng mà mọi nhà phát triển hệ thống phân tán cần ghi nhớ.

Để làm rõ thêm về chủ đề nàybắn cá săn thưởng, trước tiên chúng ta hãy tập trung vào chữ C trong CAP, tức là tính nhất quán. Vậy nó có ý nghĩa gì? Trong bài báo gốc chứng minh định lý CAP [6], C được hiểu là: Tính nhất quán ở đây ám chỉ việc tất cả các nút trong hệ thống phải luôn đồng bộ dữ liệu một cách hoàn hảo và tức thời, đảm bảo rằng bất kỳ yêu cầu đọc nào từ người dùng cũng sẽ nhận được phiên bản dữ liệu mới nhất đã được ghi. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là mọi hệ thống đều có thể đạt được trạng thái hoàn toàn đồng bộ trong mọi tình huống. Trên thực tế, việc duy trì tính nhất quán thường gặp thách thức lớn khi mạng lưới bị chia cắt hoặc các nút trong hệ thống hoạt động độc lập. Trong ngữ cảnh của CAP, sự cân bằng giữa tính nhất quán và các yếu tố khác như khả năng sẵn sàng (Availability) và phân chia mạng (Partition tolerance) chính là điểm then chốt giúp các kiến trúc hệ thống đưa ra lựa chọn phù hợp với nhu cầu cụ thể của mình. linearizable consistency nhất quán tuyến tính linearizability 。

Điều này nghe có vẻ hơi lạxem ngoại hạng anh, nhưng sự thật là như vậy. Nhất quán tuyến tính （ linearizability ) là định nghĩa gốc củ Còn nhiều người khi nói về CAPxem ngoại hạng anh, thường coi C này là Nhất quán mạnh （ strong consistency tính nhất quán tuyến tính linearizability ) từ này.

Độ nhất quán tuyến tính là gì? Định nghĩa chính thức và chặt chẽ của nó [7] rất trừu tượng và khó hiểu. Về cơ bảntỉ lệ cược, trong một môi trường thực thi song song, các hoạt động có thể có mối quan hệ tuần tự rõ ràng (một hoạt động phải hoàn thành trước khi hoạt động khác bắt đầu) hoặc có thể được thực hiện đồng thời (một hoạt động chưa kết thúc nhưng hoạt động khác đã bắt đầu). Nếu tất cả các hoạt động có thể được sắp xếp thành một thứ tự toàn cục "hợp lệ" theo dạng tuyến tính, thì chúng sẽ thỏa mãn độ nhất quán tuyến tính. Tất nhiên, trong quá trình sắp xếp lại này, mối quan hệ tuần tự vốn có giữa các hoạt động trước đó phải được duy trì. Trong thực tế, khái niệm này liên quan chặt chẽ đến cách mà hệ thống phân tán hoặc hệ thống đa luồng xử lý các yêu cầu đồng thời. Ví dụ, trong một ngân hàng trực tuyến, nếu hai giao dịch gửi tiền xảy ra đồng thời, hệ thống cần đảm bảo rằng thứ tự thực sự của các giao dịch không bị thay đổi sau khi sắp xếp lại. Điều này giúp tránh các xung đột hoặc lỗi không mong muốn, chẳng hạn như việc số dư tài khoản bị tính sai do sự chồng chéo giữa các hoạt động. Nói cách khác, độ nhất quán tuyến tính giống như việc bạn đang quản lý một chuỗi các sự kiện phức tạp, trong đó mỗi sự kiện có thể xảy ra theo bất kỳ thứ tự nào, nhưng bạn vẫn phải giữ nguyên thứ tự logic ban đầu để đảm bảo mọi thứ diễn ra trơn tru và không có mâu thuẫn.

Tuy nhiênbắn cá săn thưởng, làm thế nào để xác định điều đó là hợp lệ? Hãy cùng đi sâu vào một hệ thống lưu trữ và minh họa bằng ví dụ. Giả sử chúng ta trước tiên ghi một giá trị (chẳng hạn như 1) vào một đối tượng dữ liệu cụ thể. Sau khi thao tác ghi hoàn tất, chúng ta tiến hành đọc lại dữ liệu từ đối tượng đó (trong khoảng thời gian giữa hai lần đọc không có bất kỳ hoạt động ghi nào khác xảy ra). Nếu giá trị đọc được là 1, thì điều đó chứng tỏ hoạt động là hợp lệ; còn nếu giá trị không phải là 1, thì nó là bất hợp lệ. Giả sử thêm rằng chúng ta thực hiện một lần đọc tiếp theo và nhận thấy giá trị vẫn là 1, điều này cũng cho thấy sự hợp lệ; ngược lại, nếu giá trị khác đi, nó sẽ trở thành bất hợp lệ. Nói cách khác, nếu một hoạt động đọc đã phát hiện ra một giá trị nhất định, thì hoạt động đọc tiếp theo đối với cùng một đối tượng dữ liệu phải nhận được chính xác cùng một giá trị (trừ khi có các hoạt động ghi khác xen kẽ giữa hai lần đọc).

Các ví dụ này đều khá dễ hiểu vì từ góc nhìn của người quan sátbắn cá săn thưởng, chúng đều tuâ Do đó, đối với một hệ thống lưu trữ phân tán, ý nghĩa của tính nhất quán tuyến tính có thể được thay thế bằng một mô tả cụ thể như sau: đối với bất kỳ đối tượng dữ liệu nào, Hệ thống hoạt động như thể nó chỉ có một bản sao tỏ ra rằng chỉ tồn tại một bản sao duy nhất

Giải thích phổ biến trên mạng về nhất quán trong CAP thường có hai loại:

hoạt động như thể nó chỉ có một bản sao duy nhất
Sự thống nhất có nghĩa là: duy trì cho tất cả các nút cùng lúc có dữ liệu giống nhau và logic. Rõ ràngbắn cá săn thưởng, định nghĩa này không được diễn giải từ góc nhìn của người quan sát mà cố gắng mô tả từ hành vi nội bộ (cách thức thực hiện bên trong) của hệ thống. “Tất cả các nút” có thể ám chỉ “tất cả các bản sao”; còn cụm từ “ở cùng một thời điểm có dữ liệu giống nhau và logic” dường như đã đi quá xa so với ý nghĩa ban đầu của tính nhất quán tuyến tính. Về mặt logic, việc “hiển thị như thể chỉ có một bản sao” không nhất thiết yêu cầu hệ thống phải “ở cùng một thời điểm có dữ liệu giống nhau và logic”. Tính nhất quán tuyến tính có thể có nhiều cách thực hiện khác nhau, và định nghĩa này lại quy định một phương án cụ thể, điều này cũng có nguy cơ gây hiểu lầm một cách phiến diện. Tôi đã cố gắng giữ nguyên ý nghĩa của đoạn văn gốc nhưng đã viết lại hoàn toàn bằng tiếng Việt và thêm vào một số chi tiết để làm cho văn bản trở nên phong phú hơn. Hãy kiểm tra kỹ để đảm bảo không còn bất kỳ ký tự nào ngoài tiếng Việt nhé!

hệ thống sẽ hoạt động giống như thể chỉ có một bản sao duy nhất

tính nhất quán mạnh

Trong lịch sửxem ngoại hạng anh, định lý CAP đã nổi tiếng vang dội, nhưng thực tế tác động của nó lại không mạnh mẽ như nhiều người tưởng. Cùng với sự phát triển của lý thuyết phân tán, chúng ta dần nhận ra rằng CAP không phải là một lý thuyết "toàn năng", hoàn toàn không thể bao quát hết tất cả các vấn đề trong việc thiết kế hệ thống phân tán. Ngược lại, định lý này đã gây ra rất nhiều hiểu lầm và làm rối ren trong cách hiểu của mọi người (các chi tiết cụ thể sẽ không đi sâu vào). Do đó, có thể dự đoán rằng trong tương lai, tầm ảnh hưởng của định lý CAP sẽ tiếp tục suy giảm đáng kể. Cũng cần nhấn mạnh rằng dù định lý CAP từng đóng vai trò quan trọng trong quá khứ, hiện tại đã có nhiều khái niệm mới và mô hình sáng tạo hơn được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực hệ thống phân tán. Những tiến bộ này giúp giải quyết các vấn đề phức tạp mà trước đây CAP gặp khó khăn trong việc xử lý. Vì vậy, dù CAP vẫn còn giá trị tham khảo, nó không còn giữ vai trò trung tâm như trước nữa.

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

Trong bài viết nàytỉ lệ cược, chúng ta đã phân tích nhiều khái niệm được gọi là "nhất quán" trong hệ thống phân tán. Tuy nhiên, chủ đề này vẫn chưa kết thúc. Trong bài viết tiếp theo, tôi sẽ cùng các bạn thảo luận sâu hơn về các khái niệm như nhất quán tuần tự, nhất quán tuyến tính và nhất quán cuối cùng. Ngoài ra, việc hiểu rõ các loại nhất quán này không chỉ giúp chúng ta thiết kế hệ thống hiệu quả hơn mà còn hỗ trợ trong việc khắc phục các vấn đề phức tạp liên quan đến đồng bộ dữ liệu giữa các nút trong mạng. Tôi tin rằng những kiến thức này sẽ mang lại giá trị lớn cho bất kỳ ai đang làm việc trong lĩnh vực công nghệ thông tin, đặc biệt là trong phát triển hệ thống phân tán hiện đại.

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

Tài liệu tham khảo:

[1] Martin Kleppmannbắn cá săn thưởng,《Designing Data-Intensive Applications》, 2017.
[2] Vassos Hadzilacosbắn cá săn thưởng, “On The Relationship Between The Atomic Commitment And Consensus Problems”, 1990.
[3] Philip A. Bernsteinbắn cá săn thưởng, Vassos Hadzilacos, Nathan Goodman, 《Concurrency Control And Recovery in Database Systems》, 1987.
[4] Jim Graybắn cá săn thưởng, “A Comparison Of The Byzantine Agreement Problem And The Transaction Commit Problem”, 1988.
[5] Bernadette Charron-Bostbắn cá săn thưởng, André Schiper, “Uniform Consensus Is Harder Than Consensus”, 2001.
[6] Seth Gilbertbắn cá săn thưởng, Nancy Lynch, “Brewer’s Conjecture and the Feasibility of Consistent, Available, Partition-Tolerant Web”, 2002.
[7] MAURICE P. HERLIHYbắn cá săn thưởng, JEANNETTE M. WING, “Linearizability: A Correctness Condition for Concurrent Objects”, 1990.

Các bài viết được chọn lọc khác ：

Bài viết gốcxem ngoại hạng anh, xin vui lòng trích dẫn nguồn và bao gồm mã QR bên dưới! Nếu không, từ chối tái bản!
Liên kết bài viết: /sx5rpz3o.html
Hãy theo dõi tài khoản Weibo cá nhân của tôi: Tìm kiếm tên tôi "Trương Thiết Lệ" trên Weibo.