CAPとBASE、ACIDの呪縛

CAPとBASE、ACIDの呪縛荒浪一城http://d.hatena.ne.jp/kazuki-aranami/@kimtea

自己紹介荒浪一城（アラナミカズキ）1983年生まれ、静岡県島田市出身http://twitter.com/kimtea404 ないわー (・∀・)キムティ♪ Not Foundの日記http://d.hatena.ne.jp/kazuki-aranami/

このセッションの対象となる方々次の言葉を見聞きして、どうも気になる方CAP定理と聞いて(ｶﾞﾗｯKVS（キー・バリュー型データストア）において分散されたノード間でのトランザクションどのように何千台ものノード間でトランザクションを実行して、コミットするの？何千台ものノードにトランザクションがはしっている間、ACID特性を保って結果が待っているの？\･∀･ \BASE特性で何でも解決するよ

そもそもトランザクションとは？トランザクションとは、「取引」を意味する相手とのやりとりを通じて、最終的に「合意」に至るまでの一連のプロセス（処理単位）を指し示す合意

オールオアナッシング成功または失敗のどちらか一方で終わるトランザクションは、そのプロセスがやりとりする範囲（処理単位）が、成功または失敗のどちらか一方で終わる、というオールオアナッシングの考えに基づいている成功失敗or

トランザクションモデルローカルトランザクションフラットトランザクショングローバルトランザクション入れ子トランザクション（ネステドトランザクション）分散トランザクション厳密な定義は、ジム・グレイの「トランザクション処理　概念と技法」上下巻を参照のこと。トランザクションモデルは、上巻189ページへ

ローカルとグローバルの違いローカルトランザクション単一のリソースマネージャー内部のみグローバルトランザクション複数のリソースマネージャーにまたがるリソースマネージャー＝ DBMS （X/Open DTP）SQL ServerOracle

フラットトランザクションACID特性を持つトランザクションAtomicity：原子性Consistency：一貫性Isolation：分離性Durability：持続性厳密な定義は、ジム・グレイの「トランザクション処理　概念と技法」上下巻を参照のこと。フラットトランザクションは、上巻197ページより

グローバルトランザクション入れ子トランザクショントランザクションが木構造になっている航空機のチケットとホテルの部屋を同時に予約した場合に、航空会社とホテルのそれぞれデータベースへ、サブトランザクションがはしることになるOracleDB2航空会社ホテル

グローバルトランザクション分散トランザクション分散環境で実行されるフラットトランザクションデータがどこにあるかに依存し、ネットワーク中の複数のノードを訪問する必要があるBigTableBigTableBigTableBigTableBigTableBigTable

入れ子と分散トランザクションの違い入れ子：アプリケーションの機能的な分解、つまりはアプリケーションが何を制御領域としているかによって決められる分散：ネットワーク中のデータの分散に依存する分散トランザクションの問題データのロック、トランザクション全体のコミット、そして分散相互排他アルゴリズムが必要となる点である分散相互排他アルゴリズムの例Paxos（GoogleApp Engine）、Zab（Zookeeper）

CAP conjecture（CAP経験則）Eric BrewerのCAP定理Consistency（一貫性、コンシステンシー）Availability（可用性、アベイラビリティー）Partition-tolerance（分割耐性、パーティショントレランス）数学的に証明された「定理（theorem）」ではないことに注意。この定理は、ACIDな共有システムでのみ有効である正しくは、「CAP conjecture （推測・推定）」個人的には、ACID特性に基づく「CAP経験則」という呼び方を提唱したい

BASEEric BrewerのBASEBasically Available（ベイシカリーアベイラブル）基本的には可用性があるSoft-state（ソフトステイト）限られた時間のみ状態を保持するHard-stateと対比する形で、RFCなどのプロトコルを起源とするが、分散システムの世界では、 Soft-stateのみが用いられるEventual Consistency（イベンチュアルコンシステンシー）一時的に古い状態が見えることもある、結果整合性BASEの概念は、2000年のACMPODCでの発表より以前の1997年、ACM　SOSPにおける論文「Cluster-Based Scalable Network Services」の1.4 BASESemanticsで詳細に述べられている

なぜACIDの呪縛に我々は捕らわれたのか？典型的なトランザクションは、リレーショナルデータベースにおける銀行口座の入出金やオークションの入札などフラットトランザクションモデルの事例であるこれらは、即時応答性の要求されるタイプのトランザクションであり、ACID特性を持つフラットトランザクションでは有効だが、DNSやインターネットの商取引モデルなどBASE特性を持つトランザクションを描くには限界があるショッピングサイトでの買い物も「取引」であり、最終的に商品が消費者の手元に到着するまで数日かかるという「合意」に至るまでの、一連のプロセスもまたトランザクションである

まとめトランザクションとは「取引」のことトランザクションモデルローカルトランザクションフラットトランザクショングローバルトランザクション入れ子トランザクション分散トランザクションCAP conjecture（CAP経験則）ACID特性が満たされる共有システムで鉄則BASE特性ACID特性から呪縛をほどいてくれるもの

参考文献トランザクション処理　概念と技法　上下巻分散システム　原理とパラダイム　第一版分散システム　原理とパラダイム　第ニ版Principle of TRANSACTION PROCESSING　SECOND EDITIONDistributed Transaction Processing:The XA Specification（X/Open DTP）

CAPとBASE、ACIDの呪縛

More Related Content

What's hot (20)

Viewers also liked (20)

More from Kazuki Aranami (17)

CAPとBASE、ACIDの呪縛