一、CAP理论概述

分布式领域中存在CAP理论，且该理论已被证明：任何分布式系统只可同时满足两点，无法三者兼顾。①C：Consistency，一致性，数据一致更新，所有数据变动都是                同步的。②A：Availability，可用性，系统具有好的响应性能。③P：Partition tolerance，分区容错性。

一致性（C:Consistency）

在分布式环境中，一致性是指数据在多个副本之间是否能够保持数据一致的特性。在一致性的需求下，当一个系统在数据一致的状态下执行更新操作后，应该保证系统的数据仍然处于一致的状态。例如一个将数据副本分布在不同分布式节点上的系统来说，如果对第一个节点的数据进行了更新操作并且更新成功后，其他节点上的数据也应该得到更新，并且所有用户都可以读取到其最新的值，那么这样的系统就被认为具有强一致性（或严格的一致性，最终一致性）。

可用性（A:Available）

可用性是指系统提供的服务必须一直处于可用的状态，对于用户的每一个操作请求总是能够在有限的时间内返回结果。“有效的时间内”是指，对于用户的一个操作请求，系统必须能够在指定的时间（即响应时间）内返回对应的处理结果，如果超过了这个时间范围，那么系统就被认为是不可用的。

“返回结果”是可用性的另一个非常重要的指标，它要求系统在完成对用户请求的处理后，返回一个正常的响应结果。正常的响应结果通常能够明确的反映出对请求的处理结果，即成功或失败，而不是一个让用户感到困惑的返回结果。

分区容错性（P:Partition Tolerance）

分区容错性约束了一个分布式系统需要具有如下特性：分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候，仍然需要能够保证对外提供满足一致性和可用性的服务，除非是整个网络环境都发生了故障。

网络分区是指在分布式系统中，不同的节点分布在不同的子网络（机房或异地网络等）中，由于一些特殊的原因导致这些子网络之间出现网络不连通的状况，但各个子网络的内部网络是正常的，从而导致整个系统的网络环境被切分成了若干个孤立的区域。需要注意的是，组成一个分布式系统的每个节点的加入与退出都可以看作是一个特殊的网络分区。

由于一个分布式系统无法同时满足上面的三个需求，而只能满足其中的两项，因此在进行对CAP定理的应用的时候，需要根据业务的要求抛弃其中的一项，下表所示是抛弃CAP定理中任意一项特性的场景说明。

因此，将精力浪费在思考如何设计能满足三者的完美系统上是愚钝的，应该根据应用场景进行适当取舍。

一致性

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　　一致性是指从系统外部读取系统内部的数据时，在一定约束条件下相同，即数据变动在系统内部各节点应该是同步的。根据一致性的强弱程度不同，可以将一致性级别分为如下几种：

　　①强一致性（strong consistency）。任何时刻，任何用户都能读取到最近一次成功更新的数据。比如：分布式中2pc二阶段提交中的第二阶段就是需要第一阶段全部恢复ok了再猜执行commit。　　②单调一致性（monotonic consistency）。任何时刻，任何用户一旦读到某个数据在某次更新后的值，那么就不会再读到比这个值更旧的值。也就是说，可　　获取的数据顺序必是单调递增的。　　③会话一致性（session consistency）。任何用户在某次会话中，一旦读到某个数据在某次更新后的值，那么在本次会话中就不会再读到比这值更旧的值　　 会话一致性是在单调一致性的基础上进一步放松约束，只保证单个用户单个会话内的单调性，在不同用户或同一用户不同会话间则没有保障。示例case：php的　　session概念。　　④ 最终一致性（eventual consistency）。用户只能读到某次更新后的值，但系统保证数据将最终达到完全一致的状态，只是所需时间不能保障。比如：调第三方支付系统的支付的时候，一般都是先返回给你受理成功，具体真正支付成功要等支付系统回调或许还需要自己主动去查询支付订单结果。　　⑥弱一致性（weak consistency）。用户无法在确定时间内读到最新更新的值。

二、ZooKeeper提供的一致性服务

　　很多文章和博客里提到，zookeeper是一种提供强一致性的服务，在分区容错性和可用性上做了一定折中，这和CAP理论是吻合的。但实际上zookeeper提供的只是单调一致性。原因：

用分布式系统的CAP原则来分析Zookeeper：C: Zookeeper保证了最终一致性,在十几秒可以Sync到各个节点.A: Zookeeper保证了可用性,数据总是可用的,没有锁.并且有一大半的节点所拥有的数据是最新的,实时的. 如果想保证取得是数据一定是最新的,需要手工调用Sync()P: 有2点需要分析的.① 节点多了会导致写数据延时非常大,因为需要多个节点同步.② 节点多了Leader选举非常耗时, 就会放大网络的问题. 可以通过引入 observer节点缓解这个问题。

参考：

https://blog.csdn.net/yanpenglei/article/details/80362561

https://www.souyunku.com/2018/05/18/zookeeper/

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