{"id":56365,"date":"2020-02-11T00:00:00","date_gmt":"2020-02-10T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/highload-mihail-tyulenev-mongodb-causal-consistency-ot-teorii-k-praktike"},"modified":"2020-02-18T14:04:37","modified_gmt":"2020-02-18T11:04:37","slug":"highload-mihail-tyulenev-mongodb-causal-consistency-ot-teorii-k-praktike","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/sk\/blog\/administrirovanie\/highload-mihail-tyulenev-mongodb-causal-consistency-ot-teorii-k-praktike","title":{"rendered":"HighLoad++, Michal Tule\u0148 (MongoDB): Kauz\u00e1lna konzistencia: od te\u00f3rie k praxi","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Nasleduj\u00faca konferencia HighLoad++ sa uskuto\u010dn\u00ed 6. a 7. apr\u00edla 2020 v Petrohrade.
\nPodrobnosti a vstupenky na odkaze<\/a><\/noindex>. HighLoad++ Siberia 2019. S\u00e1la \u201eKrasnojarsk\u201c. 25. j\u00fana, 12:00. T\u00e9my a prezent\u00e1cia<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

\"HighLoad++,
\n
\nNiekedy praktick\u00e9 po\u017eiadavky konfliktuj\u00fa s te\u00f3riou, kde nie s\u00fa zoh\u013eadnen\u00e9 d\u00f4le\u017eit\u00e9 aspekty pre komer\u010dn\u00fd produkt. V tejto predn\u00e1\u0161ke je predstaven\u00fd proces v\u00fdberu a kombinovania r\u00f4znych pr\u00edstupov k vytvoreniu komponentov kauz\u00e1lnej konzistencie na z\u00e1klade akademick\u00fdch v\u00fdskumov v s\u00falade s po\u017eiadavkami komer\u010dn\u00e9ho produktu. Posluch\u00e1\u010di sa dozvedia o existuj\u00facich teoretick\u00fdch pr\u00edstupoch k logick\u00fdm hodin\u00e1m, sledovaniu z\u00e1vislost\u00ed, bezpe\u010dnosti syst\u00e9mu, synchroniz\u00e1cii hod\u00edn a pre\u010do sa MongoDB rozhodlo pre konkr\u00e9tne rie\u0161enia.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Michal Tule\u0148 (\u010falej \u2013 M.T.):<\/b> \u2013 Budem rozpr\u00e1va\u0165 o kauzalnej konzistencii \u2013 je to funkcia, na ktorej sme pracovali v MongoDB. Pracujem v skupine distribuovan\u00fdch syst\u00e9mov, robili sme ju pribli\u017ene pred dvoma rokmi.<\/p>\n

\"HighLoad++,
\n
\nPo\u010das tohto procesu bolo nutn\u00e9 obozn\u00e1mi\u0165 sa s ve\u013ek\u00fdm mno\u017estvom akademick\u00e9ho v\u00fdskumu, preto\u017ee t\u00e1to funkcia je pomerne dobre presk\u00faman\u00e1. Zistilo sa, \u017ee \u017eiadny \u010dl\u00e1nok nezodpoved\u00e1 tomu, \u010do je potrebn\u00e9 v produkcii, datab\u00e1ze vzh\u013eadom na ve\u013emi \u0161pecifick\u00e9 po\u017eiadavky, ktor\u00e9 s\u00fa pravdepodobne v ka\u017edej aplik\u00e1cii v produkcii.<\/p>\n

Budem rozpr\u00e1va\u0165 o tom, ako my, ako spotrebitelia akademick\u00e9ho v\u00fdskumu, pripravujeme nie\u010do, \u010do m\u00f4\u017eeme nesk\u00f4r predlo\u017ei\u0165 na\u0161im pou\u017e\u00edvate\u013eom ako hotov\u00e9 jedlo, ktor\u00e9 je pohodln\u00e9 a bezpe\u010dn\u00e9 na pou\u017e\u00edvanie.<\/p>\n

Kauz\u00e1lna konzistencia (Causal consistency). Definujme si pojmy.<\/h3>\n

\nNa za\u010diatok chcem v obecn\u00fdch \u010drt\u00e1ch poveda\u0165, \u010do je to kauz\u00e1lna konzistencia. S\u00fa dvaja protagonisti \u2013 Leonard a Penny (seri\u00e1l \u201eTe\u00f3ria ve\u013ek\u00e9ho tresku\u201c):<\/p>\n

\"HighLoad++,
\n
\nPredpokladajme, \u017ee Penny je v Eur\u00f3pe a Leonard chce pre \u0148u pripravi\u0165 nejak\u00e9 prekvapenie, p\u00e1rty. A ni\u010d lep\u0161ieho ho nenapadne, ne\u017e ju vyhodi\u0165 zo zoznamu priate\u013eov, posla\u0165 v\u0161etk\u00fdm priate\u013eom aktualiz\u00e1ciu na feed: \u201ePo\u010fme pote\u0161i\u0165 Penny!\u201c (ona je v Eur\u00f3pe, zatia\u013e \u010do sp\u00ed, nevid\u00ed to v\u0161etko a nem\u00f4\u017ee to vidie\u0165, preto\u017ee tam nie je). Na konci tento pr\u00edspevok vyma\u017ee, vyma\u017ee z \u201eFidov\u201c a obnov\u00ed pr\u00edstup, aby si ni\u010d nev\u0161imla a neboli \u017eiadne \u0161kand\u00e1ly.
\nTo je v\u0161etko skvel\u00e9, ale po\u010fme predpoklada\u0165, \u017ee syst\u00e9m je distribuovan\u00fd a udalosti sa nevyv\u00edjaj\u00fa \u00faplne pod\u013ea pl\u00e1nu. M\u00f4\u017ee sa napr\u00edklad sta\u0165, \u017ee obmedzenie pr\u00edstupu Penny nastalo a\u017e po publikovan\u00ed tohto pr\u00edspevku, ak udalosti nie s\u00fa navz\u00e1jom pr\u00ed\u010dinno-n\u00e1sledkov\u00e9. Toto je pr\u00edklad situ\u00e1cie, kedy je na dosiahnutie obchodnej funkcie (v tomto pr\u00edpade) potrebn\u00e1 pr\u00ed\u010dinn\u00e1 konzistencia.<\/p>\n

V skuto\u010dnosti ide o dos\u0165 netrivi\u00e1lne vlastnosti datab\u00e1z \u2013 ve\u013emi m\u00e1lo z nich ich podporuje. Prejdime na modely.<\/p>\n

Modely konzistencie (Consistency Models)<\/h3>\n

\n\u010co vlastne znamen\u00e1 model konzistencie v datab\u00e1zach? Ide o ur\u010dit\u00e9 z\u00e1ruky, ktor\u00e9 distribuovan\u00fd syst\u00e9m poskytuje oh\u013eadom toho, ak\u00e9 d\u00e1ta a v akom porad\u00ed m\u00f4\u017ee klient z\u00edska\u0165.<\/p>\n

V podstate v\u0161etky modely konzistencie sa zni\u017euj\u00fa na to, ako ve\u013emi je distribuovan\u00fd syst\u00e9m podobn\u00fd syst\u00e9mu, ktor\u00fd napr\u00edklad be\u017e\u00ed na jednom uzle na notebooku. A to, do akej miery je syst\u00e9m, ktor\u00fd be\u017e\u00ed na tis\u00edcoch geograficky rozlo\u017een\u00fdch uzlov, podobn\u00fd notebooku, v ktorom s\u00fa v\u0161etky tieto vlastnosti vo v\u0161eobecnosti automaticky splnen\u00e9.<\/p>\n

Preto sa modely konzistencie aplikuj\u00fa iba na distribuovan\u00e9 syst\u00e9my. V\u0161etky syst\u00e9my, ktor\u00e9 existovali predt\u00fdm a fungovali na jednom vertik\u00e1lnom \u0161k\u00e1lovan\u00ed, tak\u00e9to probl\u00e9my nemali. Existovala tam jedna vyrovn\u00e1vacia pam\u00e4\u0165 (Buffer Cache) a z nej sa v\u017edy \u010d\u00edtalo.<\/p>\n

Model Strong<\/h3>\n

\nVlastne, najprv vznikol model Strong (alebo rise ability, ako sa \u010dasto naz\u00fdva). Je to model konzistencie, ktor\u00fd zaru\u010duje, \u017ee ka\u017ed\u00e1 zmena, akon\u00e1hle sa potvrd\u00ed jej vykonanie, je vidite\u013en\u00e1 v\u0161etk\u00fdm pou\u017e\u00edvate\u013eom syst\u00e9mu.<\/p>\n

To vytv\u00e1ra glob\u00e1lny poriadok v\u0161etk\u00fdch udalost\u00ed v datab\u00e1ze. Ide o ve\u013emi siln\u00fa vlastnos\u0165 konzistencie a je ve\u013emi n\u00e1kladn\u00e1. Napriek tomu je ve\u013emi dobre podporovan\u00e1. Je to prosto ve\u013emi drah\u00e9 a pomal\u00e9 \u2013 pou\u017e\u00edvaj\u00fa sa to len zriedka. Naz\u00fdva sa to rise ability.<\/p>\n

Existuje e\u0161te jedna, silnej\u0161ia vlastnos\u0165, ktor\u00e1 je podporovan\u00e1 v 'Spanner' \u2013 naz\u00fdva sa External Consistency. O nej si povieme nesk\u00f4r.<\/p>\n

Causal<\/h3>\n

\nNasleduj\u00face je Causal, presne to, o \u010dom som hovoril. Medzi Strong a Causal existuje nieko\u013eko \u010fal\u0161\u00edch pod\u00farovn\u00ed, o ktor\u00fdch nebudem hovori\u0165, ale v\u0161etky sa zlu\u010duj\u00fa do Causal. Je to d\u00f4le\u017eit\u00fd model, preto\u017ee je to najsilnej\u0161\u00ed zo v\u0161etk\u00fdch modelov, s najvy\u0161\u0161ou konzistenciou pri existencii siete alebo rozdelen\u00ed.<\/p>\n

Causals s\u00fa vlastne situ\u00e1cia, v ktorej s\u00fa udalosti prepojen\u00e9 pr\u00ed\u010dinnou s\u00favislos\u0165ou. \u010casto sa vn\u00edmaj\u00fa ako Read your on rights z poh\u013eadu klienta. Ak klient sledoval ur\u010dit\u00e9 hodnoty, nem\u00f4\u017ee vidie\u0165 hodnoty, ktor\u00e9 boli v minulosti. U\u017e za\u010d\u00edna vidie\u0165 pref\u00edxov\u00e9 \u010d\u00edtania. To v\u0161etko sa t\u00fdka toho ist\u00e9ho.
\nCausals ako model konzistencie \u2013 \u010diasto\u010dn\u00e9 usporiadanie udalost\u00ed na serveri, pri ktorom s\u00fa udalosti zo v\u0161etk\u00fdch klientov pozorovan\u00e9 v tej istej postupnosti. V tomto pr\u00edpade \u2013 Leonard a Penny.<\/p>\n

Eventual<\/h3>\n

\nTret\u00ed model \u2013 to je Eventual Consistency. To je nie\u010do, \u010do podporuje absol\u00fatne v\u0161etky distribuovan\u00e9 syst\u00e9my, minim\u00e1lny model, ktor\u00fd v\u00f4bec m\u00e1 zmysel. Znamen\u00e1 to nasleduj\u00face: ke\u010f sa uskuto\u010dnia nejak\u00e9 zmeny v d\u00e1tach, v nejakom momente sa stan\u00fa konzistentn\u00fdmi.<\/p>\n

V takom momente to ni\u010d nehovor\u00ed, inak by sa to premenilo na External Consistency \u2013 bola by to \u00faplne in\u00e1 hist\u00f3ria. Napriek tomu je to ve\u013emi popul\u00e1rny model, najroz\u0161\u00edrenej\u0161\u00ed. Pod\u013ea predvolen\u00e9ho nastavenia v\u0161etci pou\u017e\u00edvatelia distribuovan\u00fdch syst\u00e9mov pou\u017e\u00edvaj\u00fa pr\u00e1ve Eventual Consistency.<\/p>\n

Chcem uvies\u0165 nieko\u013eko porovn\u00e1vac\u00edch pr\u00edkladov:<\/p>\n

\"HighLoad++,
\n
\n\u010co tieto \u0161\u00edpky znamenaj\u00fa?<\/p>\n