CAP定理

在理论计算机科学中，CAP定理（CAP theorem），又被称作布鲁尔定理（Brewer's theorem），它指出对于一个分布式计算系统来说，不可能同时满足以下三点：

一致性（Consistency）

所有节点访问同一份最新的数据副本

可用性（Availability）

每次请求都能获取到非错的响应——但是不保证获取的数据为最新数据

分区容错性（Partition tolerance）

以实际效果而言，分区相当于对通信的时限要求。系统如果不能在时限内达成数据一致性，就意味着发生了分区的情况，必须就当前操作在C和A之间做出选择。

理解CAP理论的最简单方式是想象两个节点分处分区两侧。允许至少一个节点更新状态会导致数据不一致，即丧失了C性质。如果为了保证数据一致性，将分区一侧的节点设置为不可用，那么又丧失了A性质。除非两个节点可以互相通信，才能既保证C又保证A，这又会导致丧失P性质。

历史

这个定理起源于加州大学柏克莱分校（University of California, Berkeley）的计算机科学家埃里克·布鲁尔在2000年的分布式计算原理研讨会（PODC）上提出的一个猜想。在2002年，麻省理工学院（MIT）的赛斯·吉尔伯特和南希·林奇发表了布鲁尔猜想的证明，使之成为一个定理。

吉尔伯特和林奇证明的CAP定理比布鲁尔设想的某种程度上更加狭义。定理讨论了在两个互相矛盾的请求到达彼此连接不通的两个不同的分布式节点的时候的处理方案。

PACELC理论

File:PACELC theorem.png

PACELC理论

2010年，耶鲁大学教授丹尼尔·阿巴迪提出PACELC理论，扩展了CAP定理。原有的CAP定理重写为PAC，ELC则代表“Else, choose between (low) latency and consistency”。在网络正常（没有分区）的情况下，须选择低延迟或一致性。

根据PACELC理论，分布式系统可分为四种不同的运作模式

• PA/EL: 相比数据一致性，优先选择可用性和低延迟
• PA/EC: 出现分区时选择可用性，无分区时选择一致性
• PC/EL: 出现分区时选择一致性，无分区时选择低延迟
• PC/EC: 任何时候，以保持数据一致性为优先

设计师可以自行设定数据库管理系统的运作模式。例如，一个系统包含两份数据，可读写的主数据库和只读的副数据库。如果副数据库与主数据库同步，则系统属于EC。如果副数据库并异步，但允许读取，则系统属于EL。如果副数据库不适合设定为同步备份，设计师可停用读取功能，让用户只读取主数据库，此时系统为EC。

外部链接

• "Problems with CAP, and Yahoo's little known NoSQL system"（页面存档备份，存于互联网档案馆） by Daniel Abadi（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• "CAP equivalent for analytics"（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• "Consistency Models in Non-Relational Databases" by Guy Harrison : A good explanation of CAP Theorem, 最终一致性 and how consistency problems can be handled in distributed environments.
• "A Simple introduction to CAP theorem"

参见

• 分布式计算的谬论