信息技术大学
分布式理论
系统设计与场景题 · 第 1 章 方法论与分布式理论
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分布式理论
系统设计与场景题 · 第 1 章 方法论与分布式理论
CAP 与 BASE
分布式三选二，而 C 在网络分区下必让步：BASE 接受最终一致换可用。
CAP
一致性、可用性、分区容忍不可兼得
P 是前提
分区必然发生，实际是 CP 与 AP 之选
BASE
基本可用、软状态、最终一致
一致性哈希
环上定位：节点与数据都哈希到环上，增删节点只搬邻居的数据。
哈希环
数据顺时针找第一个节点归属
虚拟节点
每物理节点挂多个虚拟点，均衡负载
迁移量
增删节点只迁移 1/N，不是全量
分布式事务选型（2PC/TCC/
强一致到最终一致的光谱：2PC 同步阻塞，TCC 业务两阶段，Saga 拆本地事务。
2PC
协调者两阶段提交，强一致但阻塞易单点
TCC
Try 预留、Confirm 确认、Cancel 补偿
Saga
长流程拆本地事务，失败反向补偿
幂等性设计
重试的通行证：同一操作执行多次结果不变。Token、唯一索引、状态机三板斧。
唯一约束
唯一索引兜底，重复插入直接失败
Token 机制
先领 token，执行时原子校验并删除
状态机
状态流转条件约束，重复请求被拒
分布式 ID 生成
分库分表后的身份证：UUID 无序、号段批取、雪花时序，各有取舍。
UUID
本地生成无依赖，但无序且偏长
雪花算法
时间戳+机器+序列，趋势递增需防时钟回拨
号段模式
DB 批量发号内存分配，双 buffer 平滑
本节要点
- ✓分区之下，CP 与 AP 二选一
- ✓一致性哈希：环加虚拟节点
- ✓事务选型：2PC、TCC、Saga
- ✓幂等：唯一约束+Token+状态机
延伸主题：手推一致性哈希迁移量给订单接口设计幂等
课后思考
先自己回答，再展开参考答案——能讲出来才算真懂。
1为什么说实际工程选的是 CP 或 AP，而不是「三选二」？
参考答案网络分区不可避免，P 是前提不是选项；分区发生时只能在一致与可用之间站队。平时无分区两者可兼得，设计核心是分区发生时的行为预案。
2雪花算法时钟回拨会怎样，怎么应对？
参考答案回拨后可能生成重复 ID。回拨小则等待追平，大则拒绝发号或切换备用位；也可改用逻辑时钟或号段兜底。全局唯一性不能赌运气。
3为什么「先查再写」不是幂等方案？
参考答案查与写之间存在竞态：两个并发请求都查到「不存在」，随后都写入成功。幂等必须靠原子手段（唯一索引、setnx、CAS）在写入点拦截，而非应用层两次操作。