ما هو نظرية CAP؟

Question

ما هو نظرية CAP؟

Accepted Answer

تنص **نظرية CAP** على أن النظام الموزع يمكنه ضمان **اثنين من ثلاثة** خصائص كحد أقصى — **الاتساق (Consistency)**، **التوفر (Availability)**، و**تحمل التقسيم (Partition tolerance)** — في نفس الوقت. بما أن تقسيمات الشبكة حتمية، فإن الخيار الحقيقي يكون بين الاتساق والتوفر أثناء حدوث تقسيم.

## الخصائص الثلاث

```text
CONSISTENCY (C) → every read sees the latest write (all nodes agree on the data)
AVAILABILITY (A) → every request gets a response (the system stays responsive)
PARTITION TOLERANCE (P) → the system keeps working despite network partitions
  (communication breaks between nodes)
→ CAP: you can only fully guarantee TWO of these three simultaneously.
```

## المقايضة الحقيقية: C مقابل A (P إلزامي)

```text
In distributed systems, network PARTITIONS WILL happen → P is NOT optional (you must
tolerate partitions) → so the real choice during a partition is C vs A:
  CP (consistency over availability) → during a partition, refuse requests that can't be
    consistent (sacrifice availability to keep data correct) — e.g. financial systems
  AP (availability over consistency) → during a partition, stay available but may return
    stale/inconsistent data (eventual consistency) — e.g. social feeds, many NoSQL stores
→ choose based on whether CONSISTENCY or AVAILABILITY matters more for the use case.
```

## الدقة والتطبيق العملي

```text
→ CAP is about behavior DURING a partition (normally you can have both C and A)
→ It's not strictly binary → many systems offer TUNABLE consistency (per-operation choices)
→ Related: EVENTUAL CONSISTENCY (AP systems converge to consistency over time)
→ Understand the trade-off to choose databases/designs appropriately
```

## لماذا يهم هذا

فهم نظرية CAP مهم لأنها **مفهوم أساسي للأنظمة الموزعة** يحدد مقايضة رئيسية، لذلك فهي معرفة مهمة في تصميم الأنظمة.

نظرية CAP — التي تنص على أن النظام الموزع يمكنه ضمان اثنين كحد أقصى من الاتساق والتوفر وتحمل التقسيم في نفس الوقت — تعكس قيداً أساسياً في الأنظمة الموزعة.

فهم **الخصائص الثلاث** (الاتساق: تعكس القراءات أحدث كتابة؛ التوفر: كل طلب يحصل على استجابة؛ تحمل التقسيم: العمل رغم تقسيمات الشبكة) يشكل الأساس.

الأهم من ذلك، فهم **المقايضة الحقيقية** هو البصيرة العملية الأساسية: بما أن **تقسيمات الشبكة حتمية** في الأنظمة الموزعة (P إلزامي)، فإن الخيار الفعلي أثناء التقسيم يكون بين **الاتساق والتوفر** — أنظمة **CP** تضحي بالتوفر للحفاظ على صحة البيانات أثناء التقسيمات (مناسبة للأنظمة المالية حيث تكون الصحة بالغة الأهمية)، بينما أنظمة **AP** تبقى متاحة لكن قد ترجع بيانات قديمة (الاتساق النهائي، مناسبة للمنشورات الاجتماعية والعديد من مخازن NoSQL حيث يكون التوفر أكثر أهمية).

فهم مقايضة C مقابل A واختيار ما إذا كان الاتساق أم التوفر أكثر أهمية لحالة الاستخدام أمر ضروري لتصميم الأنظمة الموزعة واختيار قواعد البيانات بشكل صحيح.

فهم **الدقة** — أن CAP يتعلق بالسلوك أثناء التقسيم (يمكنك عادة الحصول على كلا من C و A)، أنها ليست ثنائية بشكل صارم (العديد من الأنظمة توفر اتساقاً قابلاً للضبط)، والمفهوم ذي الصلة للاتساق النهائي — يعكس فهماً متطوراً يتجاوز النسخة المبسطة.

CAP هو مفهوم أساسي يُشار إليه بشكل متكرر في تصميم النظام الموزع واختيار قاعدة البيانات.

بما أن نظرية CAP تحدد مقايضة أساسية في الأنظمة الموزعة (الاتساق مقابل التوفر أثناء التقسيمات) تؤثر على تصميم النظام واختيارات قاعدة البيانات، وبما أن فهم الخصائص والمقايضة الحقيقية لـ C مقابل A والدقائق مهم لتصميم الأنظمة الموزعة، فإن فهم نظرية CAP معرفة قيمة وعملية في تصميم الأنظمة — مفهوم أساسي للأنظمة الموزعة يحدد مقايضة الاتساق والتوفر، مهم لتصميم الأنظمة الموزعة واختيار قواعد البيانات، ومفهوم يُشار إليه بشكل شائع في تصميم النظام يعكس فهماً لقيود الأنظمة الموزعة.