数据库系统内幕

187

第

11

章

复制和一致性

在继续讨论共识和原子提交算法之前，让我们学习最后一块缺失的部分：

一致性模型

（consistency model）。一致性模型非常重要，因为它们解释了多数据副本系统的可见性

语义和行为。

容错

（fault tolerance）描述了这样一种特性：当系统中的部分组件发生故障时，系统仍

然能继续正确地运行。使系统具有容错性并不是一件容易的事情，而使现有的系统具备

容错能力则更加困难。容错的主要目标是从系统中消除单点故障，并确保关键任务组件

有冗余。通常，冗余对用户来说是完全透明的。

系统可以存储多个数据副本，当其中一台机器发生故障时，通过另一台机器可以进行

故障转移（failover），这样系统就可以继续正确运行。在具有单一真相来源（source of

truth）的系统中（例如，主 / 副本数据库），可以通过将副本晋升为新的主数据库来显式

地完成故障转移。有些系统则不需要显式的重新配置，它们通过在读写查询期间收集多

个参与者的响应来确保一致性。

数据

复制

（replication）通过在系统中维护多个数据副本来引入冗余。然而，由于原子地

更新数据的多个副本是一个等同于共识的问题 [MILOSEVIC11]，因此数据库中的

每个

操作都执行共识操作可能成本相当高。我们可以探索一些性价比更高且更灵活的方法，

允许参与者之间存在某种程度的差异，但使数据从用户的角度

看起来

是一致的。

在多数据中心部署中，复制尤为重要。在这种情况下，跨地域复制（geo-replication）有

多种用途：它通过提供冗余来提高可用性，增强抵御一个或多个数据中心的故障的能力。 ...