放松時(shí)序約束

發(fā)布：2018-07-16 17:05:23 瀏覽：3904

盡可能減少系統(tǒng)中的時(shí)序約束。當(dāng)你想添加一個(gè)約東，使某個(gè)物品或?qū)ο笤谟脩?hù)的兩個(gè)動(dòng)作之間維持某個(gè)狀態(tài)時(shí)，放松業(yè)務(wù)原則中的約束。由于大多數(shù)RDBMS的ACID屬性，擴(kuò)展具有時(shí)序約束的系統(tǒng)非常因難。

在需要添加約東時(shí)，例例如讓物品從用戶(hù)看到它們直到用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)它們都存在，要認(rèn)真考慮。雖然某些特殊情況可能會(huì)令客戶(hù)失望，但是彌補(bǔ)客戶(hù)比起不能擴(kuò)展來(lái)說(shuō)容易得多。

在數(shù)學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)(人工智能)領(lǐng)域，有一套約東滿(mǎn)足問(wèn)題(CSP)，其中的對(duì)象必須滿(mǎn)足某些約束。CSP通常復(fù)雜度很高，需要啟發(fā)式搜索和組合式搜索方法結(jié)合才能解決的。兩個(gè)經(jīng)典的CSP難題是數(shù)獨(dú)游戲和地圖著色問(wèn)題。數(shù)獨(dú)游戲的目標(biāo)是填寫(xiě)一個(gè)大九宮格，每行每列都有9個(gè)單元格，大九宮格可以分為小九宮格，要在每個(gè)小九宮格中填入1到9的數(shù)字，使得大九宮格每一行和每一列的數(shù)字都不重復(fù)。地圖著色問(wèn)題是對(duì)地圖進(jìn)行著色，使相鄰的地區(qū)具有不同的顏色。

CSP問(wèn)題還會(huì)衍生出時(shí)序約束滿(mǎn)足問(wèn)題(TCSP)，其中變量表示的是事件，約束表示兩個(gè)事件之間可能的時(shí)序關(guān)系。這類(lèi)問(wèn)題的目標(biāo)是確保變量間的約束，決定滿(mǎn)足約束的各種場(chǎng)景。對(duì)變量強(qiáng)制實(shí)行本地一致性，可以確保問(wèn)題中的所有節(jié)點(diǎn)、弧和路徑都滿(mǎn)足約東。機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)科學(xué)中的很多問(wèn)題都可以建模為T(mén)CSP，如機(jī)器視覺(jué)、調(diào)度、平面布局設(shè)計(jì)、SaS系統(tǒng)中的用例等，都可以看作是TCSP。

常見(jiàn)的SaS應(yīng)用中的時(shí)序約束的例子是用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)一個(gè)物品。用戶(hù)瀏覽該物品，把它放入購(gòu)物車(chē)并結(jié)算，這些操作都需要一些時(shí)間。有人認(rèn)為，考慮到絕對(duì)的最佳用戶(hù)體驗(yàn)，無(wú)論這個(gè)物品是否存在，都要在整個(gè)過(guò)程中使它保持統(tǒng)一的狀態(tài)。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，就需要在用戶(hù)關(guān)掉該頁(yè)面，或者放棄了購(gòu)物車(chē)，或者結(jié)算之前，把該物品在數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)識(shí)為“扣押”的狀態(tài)。如果我們站點(diǎn)的用戶(hù)數(shù)不多，這種方法簡(jiǎn)單實(shí)用。對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，在把物品加入購(gòu)物車(chē)之前，瀏覽了100個(gè)或更多的物品是很常見(jiàn)的。我們的一個(gè)客戶(hù)聲稱(chēng)，他們的用戶(hù)在把一個(gè)物品加入購(gòu)物車(chē)之前，要瀏覽500多個(gè)檢索結(jié)果。對(duì)于這種情況，我們的應(yīng)用可能需要幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀副本，使得更多的人能夠檢索和瀏覽物品，而不是購(gòu)買(mǎi)物品。這樣就產(chǎn)生了問(wèn)題，大多數(shù)RDBMS難以保持節(jié)點(diǎn)間的所有數(shù)據(jù)完全一致。即使數(shù)據(jù)庫(kù)的讀副本或者從數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)一致性上只有幾秒鐘的差別，還是會(huì)產(chǎn)生特殊情況，例如兩個(gè)用戶(hù)都想查看某個(gè)物品，而它只剩下最后一個(gè)。后面我們會(huì)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但是首先讓我們看看為什么數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)造成這個(gè)問(wèn)題。

造成RDBMS難以進(jìn)行分布式擴(kuò)展的屬性是一致性。CAP定理，又稱(chēng)為布魯爾定理，是以計(jì)算機(jī)科學(xué)家EricBrewer的名字命名的，它描述了在分布式環(huán)境中設(shè)計(jì)應(yīng)用的三點(diǎn)核心要求，但這三點(diǎn)要求不可能同時(shí)滿(mǎn)足。這三點(diǎn)要求用縮寫(xiě)CAP表示。

一致性(Consistency)--客戶(hù)端發(fā)現(xiàn)一組操作同時(shí)發(fā)生了

可用性(Avalability)一一在收到計(jì)劃中的響應(yīng)后，任何操作都要終止。

分區(qū)容忍性(PartitionTolerance)-即使個(gè)別組件不可用，操作也會(huì)完成。

這個(gè)問(wèn)題的解決方案叫做BASE，是解決CAP的架構(gòu)的縮寫(xiě)，代表基本可用(BasicAvailable)、軟狀態(tài)(SoftState)和最終一致性(EventuallyConsisten)通過(guò)放松、一致性的ACID屬性，在擴(kuò)展性方面可以得到更大的靈活性。采用BASE架構(gòu)可以使數(shù)據(jù)庫(kù)最終達(dá)到一致。這可能只需要幾分鐘，甚至幾秒鐘，但在前面的例子中我們看到了，如果應(yīng)用程序希望能夠“鎖定”數(shù)據(jù)，那么即使幾毫秒的不一致也會(huì)造成問(wèn)題。

放松時(shí)序約束可以重新設(shè)計(jì)我們的系統(tǒng)、從而使它能夠達(dá)到最終致性。用戶(hù)剛瀏覽過(guò)一個(gè)物品，不能確保該物品還存在。只有把該物品放入購(gòu)物車(chē)，應(yīng)用才會(huì)鎖定數(shù)據(jù)，鎖定操作會(huì)在主寫(xiě)入副本或主數(shù)據(jù)庫(kù)中執(zhí)行。由于我們具有ACID屬性、所以可以確保如果交易完成了，就可以把該物品的記錄標(biāo)志為“鎖定的”、然后用戶(hù)就可以繼續(xù)放心購(gòu)買(mǎi)了因?yàn)樵撐锲芬呀?jīng)為他們保留了。而對(duì)其他瀏覽該物品的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，它則可能還有，也可能沒(méi)有了。

另一個(gè)常常發(fā)現(xiàn)時(shí)序約束的應(yīng)用領(lǐng)域是轉(zhuǎn)移物品(錢(qián))或在用戶(hù)間通信。在單一數(shù)據(jù)庫(kù)中，很容易確保用戶(hù)A把錢(qián)、消息或物品轉(zhuǎn)移到了用戶(hù)B的賬戶(hù)。把數(shù)據(jù)分布到多個(gè)數(shù)據(jù)副本上，使得保持這種一致性變得很困難。解決這種問(wèn)題的方法是不要希望對(duì)即時(shí)轉(zhuǎn)移操作有時(shí)序約東。讓用戶(hù)A在看到用戶(hù)B轉(zhuǎn)給他的錢(qián)之前等待幾分鐘，是完全可以接受的原因很簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)移物晶的雙方通通常不會(huì)在系統(tǒng)中同步轉(zhuǎn)移物品。顯然與同步通信不同，如聊天。你很容易在網(wǎng)站設(shè)計(jì)系統(tǒng)中加人時(shí)序約束，因?yàn)榭磥?lái)，這能提供最好的客戶(hù)體驗(yàn)。但是，在添加時(shí)序約東前，最好考慮一下這樣做產(chǎn)生的長(zhǎng)期問(wèn)題，因?yàn)檫@種約東有可能使得系統(tǒng)擴(kuò)展變得很困難。