مقدمه مفهومی درباره واژه سازگاری در سیستم های توزیع شده یک ویژگی حیاتی است که تضمین می کند تمام عملیات های خواندن، آخرین نسخه نوشته شده داده را مشاهده کنند. این مفهوم در تضاد با در دسترس بودن و تحمل تقسیم بندی شبکه (CAP Theorem) قرار دارد.
سازگاری سطوح مختلفی دارد از سازگاری قوی (Strong Consistency) که تضمین می کند تمام گره ها دقیقاً داده یکسانی را ببینند، تا سازگاری نهایی (Eventual Consistency) که تنها تضمین می کند در صورت عدم به روزرسانی جدید، داده ها در نهایت همگرا می شوند.
کاربرد واژه در برنامه نویسی یا زیرشاخه های فناوری اطلاعات مفهوم سازگاری در زمینه های مختلفی کاربرد دارد از جمله: - پایگاه داده های توزیع شده - سیستم های ذخیره سازی ابری - معماری میکروسرویس - سیستم های کش توزیع شده - پروتکل های اجماع مانند Paxos و Raft
در طراحی سیستم های توزیع شده، انتخاب سطح مناسب سازگاری یک تصمیم حیاتی است که بر عملکرد، در دسترس بودن و پیچیدگی سیستم تأثیر می گذارد.
مثال های واقعی و کاربردی در زندگی یا پروژه های IT - پایگاه داده MongoDB با سازگاری قوی - سیستم Cassandra با سازگاری نهایی قابل تنظیم - سرویس DynamoDB AWS با سطوح مختلف سازگاری - پروتکل Raft برای دستیابی به اجماع - سیستم های مالی که نیاز به سازگاری قوی دارند
نقش واژه در توسعه نرم افزار یا معماری سیستم ها در معماری سیستم های توزیع شده، سازگاری یکی از سه رأس مثلث CAP است (سازگاری، در دسترس بودن، تحمل تقسیم بندی). طراحی سیستم ها معمولاً نیاز به تعادل بین این ویژگی ها دارد:
- سیستم های با سازگاری قوی: مناسب برای کاربردهای بحرانی مانند سیستم های مالی - سیستم های با سازگاری نهایی: مناسب برای کاربردهای وب در مقیاس بزرگ
شروع استفاده از این واژه در تاریخچه فناوری و تکامل آن در سال های مختلف مفهوم سازگاری در سیستم های توزیع شده به دهه 1970 و کارهای لسلی لامپورت برمی گردد. در دهه 2000 با گسترش سیستم های ابری و NoSQL، مدل های مختلف سازگاری مانند سازگاری نهایی محبوبیت یافتند.
امروزه با ظهور سیستم های توزیع شده در مقیاس بسیار بزرگ، مدل های جدیدی مانند سازگاری قطعی (Causal Consistency) توسعه یافته اند.
تفکیک آن از واژگان مشابه سازگاری با مفاهیمی مانند یکپارچگی (Integrity) که بر صحت داده تأکید دارد متفاوت است. همچنین با همگام سازی (Synchronization) که یک مکانیسم برای دستیابی به سازگاری است فرق می کند.
شیوه پیاده سازی واژه در زبان های برنامه نویسی مختلف - Java: استفاده از کتابخانه هایی مانند ZooKeeper - Python: کار با پایگاه داده هایی مانند Cassandra - Go: پیاده سازی پروتکل های اجماع مانند Raft - C++: استفاده از الگوهای همزمانی برای سازگاری - JavaScript: کار با سرویس های ابری مانند Firebase
چالش ها یا سوءبرداشت های رایج در مورد آن چالش های اصلی در کار با سازگاری شامل: - انتخاب سطح مناسب سازگاری برای نیازهای برنامه - مدیریت تأخیر در سیستم های با سازگاری قوی - طراحی سیستم های سازگار در مقیاس بزرگ
برخی توسعه دهندگان تصور می کنند سازگاری قوی همیشه بهتر است یا اهمیت سازگاری را در سیستم های توزیع شده درک نمی کنند.
نتیجه گیری کاربردی برای استفاده در متون تخصصی و آموزشی درک عمیق مدل های مختلف سازگاری و trade-offهای مربوط به آن برای طراحی سیستم های توزیع شده کارآمد ضروری است. انتخاب سطح مناسب سازگاری می تواند تأثیر قابل توجهی بر عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم داشته باشد.
