一致性（consistency）一直是分布式系統裡乙個很重要的話題。
在儲存系統中，為了避免資料丟失，我們都會對資料進行持久化。
對資料進行持久化可以避免宕機帶來的資料丟失問題，但是不能解決單機永久性故障的問題。儲存系統作為基礎設施，在單機上持久化是遠遠不夠的，我們需要將資料複製到多台機器上以提公升系統的可用性和可靠性。
一旦資料被複製到多個節點，那麼就產生了一致性的問題。
系統需要定義一組協議來規定使用者讀寫多副本的行為，這組協議稱之為一致性模型（consistency model）。在分布式系統領域，談論一致性時通常談論的都是一致性模型。
不同的一致性模型對系統的行為和表現有不同的約束。
strict consistency
strict consistency是最強的一致性模型，要求任何讀取操作都能讀取到最新的值，換句話說，要求任何寫入操作立即同步給所有程序。在分布式系統中，資料的同步是需要時間的，因此在分布式系統下無法嚴格實現strict consistency。除非讓所有的讀寫操作都只在乙個程序的乙個執行緒中執行或者，讀寫操作被鎖保護起來。(根據cap的原理，這個一致性模型在沒有犧牲可用性的前提下是不能得到滿足的。 效能也是不可接受的：所有的寫操作需要同步到所有節點之後再返回給客戶端。)
strict consistency如上圖所示，在時間軸上，一旦有進行寫入了x=1，其他程序立即能讀到x=1的值。
sequential consistency
sequential consistency是比strict consistency弱一些的一致性模型，要求：
程序內，對同乙個變數的讀寫保持順序
程序間，「看到」的變數的變更順序是一致的（不要求和「物理時間」下的順序保持一致）
以consistency model中的例子舉例，「看到」以下幾種資料的變更順序都是滿足sequential consistency的：
（程序間的事件的順序可以參看《time, clocks, and the ordering of events in a distributed system》）
linearizable consistency
linearizable consistency比sequential consistency更嚴格一些：
程序內，對同乙個變數的讀寫操作保持順序
程序間，「看到」的變數的變更順序和全域性「物理時鐘」下的順序是一致的
即linearizable consistency是sequential consistency的特例，除了滿足所有程序讀到的變更順序是相同，還要求這個順序和全域性時鐘下的順序是一致的。
和全域性時鐘下的順序保持一致容易理解，即事件的順序和它們在客觀的物理時間下發生的時間順序是一致的。但是如果事件是併發發生的，如何滿足這個順序要求：
如上圖，p0的write x=1操作和p1的read x=0/1有重疊的部分，那麼之間的先後關係是怎樣的？
對於併發的情況linearizable consistency並不要求他們之間有確定的順序，即認為p0的write x=1先於p1的read x=0/1或者p1的read x=0/1先於p0的write x=1都是合理的，但是p0~p3程序看到的這兩個操作的順序必須是確定的、一致的。
上圖的例子中，滿足以下情況的序列都是滿足linearizable consistency的：
以上三種一致性模型：strict consistency、linearizable consistency、sequential consistency都是強一致模型。
causal consistency
causal consistency是一種弱一致性模型，僅要求有因果關係的操作順序性得到保證，非因果關係的操作順序性沒有要求。
具體如下：
本地順序：統一程序中，事件的執行順序即為本地的因果順序
異地順序：如果讀操作返回的是寫操作的值，那麼該寫操作一定在讀操作之前
閉包傳遞：如果a->b，b->c，那麼a->c
比causal consistency更弱的一致性模型還有eventual consistency（最終一致），比如mysql的非同步複製。
eventual consistency：儲存系統保證如果沒有新的寫操作，那麼最終，所有的讀操作都能讀到一致的資料，這裡強調對乙個資料項的修改最終會收斂。
本文簡單的描述了分布式系統中一致性問題的由來，並介紹了幾種一致性模型。其中，strict consistency要求最為嚴格，是現實環境中難以滿足的一種一致性模型，除非犧牲可用性。linearizable consistency略弱於strict consistency，不要求寫入操作立即可見，但是要求寫入操作保持和全域性時鐘下的順序一致。sequential consistency則更弱一些，不要求寫入操作保持和全域性時鐘下的順序一致，但是要求所有程序看到的寫入操作的順序是一致的。strict consistency、linearizable consistency、sequential consistency都被認為是強一致的模型。
eventual consistency是最終一致，只要求在沒有新寫入的情況下，最終所有資料達成一致，常見於一些非同步複製的系統。
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