分布式系统-8-FaRM

论文：FaRM

前面我们聊到对于分布式事务来说，很难同时保证一致性，高并发和可用性(CAP 原则)，核心的原因是资源竞争，这里的资源是指 master 的 CPU，内存和网络，由于要保证一致性就得对资源加锁，但要提高并发性就得减少锁的消耗，而要满足可用性就不得不对数据增加备份，每增加一个备份都会增加了一致性的负担。

当然我们看整个系统不能只看上层的软件部分，因为我们最终的目的是让硬件处理我们的数据，而软件是对硬件一层一层的封装。所以上面所述的问题是当前计算机硬件基础设施所决定的。

今天我们我讲的 FaRM(fast remote memory) 目标是挑战 CAP 原则，主要是针对新一代基础设施提出的设计方案。什么新新硬件？Non-Volatile DRAM 和 RMDA。

RMDA (Remote Memory Direct Access)，简单的说就是在 MDA 的基础上实现机器和机器之间的远程数据传输，而数据的读取复制都不需要 CPU 参与。

Non-Volatile DRAM，可以理解为 SSD (固态硬盘)

两个技术带来的好处是解放了 CPU 的 IO 负载。然后我们的真个事务处理流程变成四阶段提交：

1. Lock：某个集群的 Primary 接受 client 请求，加锁，处理本地数据，更新版本号。
2. Validation：FaRM 通过 RDMA 方式读写所有涉及到的数据版本号，判断失误是否冲突，此过程不需要服务器的 CPU 参与。
3. Backup commit：备份服务器写入本次事务的操作 log，不需要 CPU 参与。
4. Primary commit：以 RDMA 的方式向 Primary 写入 commit-primary 数据，Primary 的监听程序会释放锁。

正所谓有得必有失，由于 IO 不经过 CPU，导致某些情况下 CPU 失去了对数据的控制，比如不能确定本次事务是否有足够的存储空间，所以需要在准备阶段需要预约足够的空间。