Co je teorém CAP?

Question

Co je teorém CAP?

Accepted Answer

Teorém **CAP** uvádí, že distribuovaný systém může garantovat nanejvýš **dvě ze tří** vlastností — **Konzistenci**, **Dostupnost** a **Toleranci na rozdělení sítě** — současně. Protože rozdělení sítě jsou neodvratná, skutečná volba je mezi konzistencí a dostupností během rozdělení sítě.

## Tři vlastnosti

```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.
```

## Skutečný kompromis: C vs A (P je povinné)

```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.
```

## Nuance a praktika

```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
```

## Proč je to důležité

Porozumění teorému CAP je cenné, protože se jedná o **fundamentální koncept distribuovaných systémů**, který formuluje klíčový kompromis, a proto je důležitým vědomím z oblasti návrhu systémů.

Teorém CAP — že distribuovaný systém může garantovat nanejvýš dvě ze Konzistence, Dostupnosti a Tolerance na rozdělení sítě současně — zachycuje fundamentální omezení v distribuovaných systémech.

Porozumění **třem vlastnostem** (konzistence: čtení vidí poslední zápis; dostupnost: každý požadavek obdrží odpověď; tolerance na rozdělení sítě: fungování i přes rozdělení sítě) je základem.

Nejdůležitější je pochopení **skutečného kompromisu**: protože **rozdělení sítě jsou neodvratná** v distribuovaných systémech (P je povinné), skutečná volba během rozdělení sítě je mezi **konzistencí a dostupností** — **CP systémy** obětují dostupnost, aby si uchovaly správnost dat během rozdělení sítě (vhodné pro finanční systémy, kde je správnost nejdůležitější), zatímco **AP systémy** zůstávají dostupné, ale mohou vrátit zastaralá data (případná konzistence, vhodná pro sociální sítě a mnoho NoSQL úložišť, kde má dostupnost větší prioritu).

Pochopení tohoto kompromisu C vs A a zvolení na základě toho, zda je pro případ použití důležitější konzistence nebo dostupnost, je nezbytné pro návrh distribuovaných systémů a vhodný výběr databází.

Porozumění **nuanci** — že CAP se týká chování během rozdělení sítě (normálně můžete mít jak C tak A), že není přísně binární (mnoho systémů nabízí nastavitelnou konzistenci) a související koncept případné konzistence — odráží sofistikované porozumění nad rámec zjednodušené verze.

CAP je fundamentální koncept často odkazovaný v návrhu distribuovaných systémů a při výběru databází.

Protože teorém CAP formuluje fundamentální kompromis v distribuovaných systémech (konzistence vs dostupnost během rozdělení sítě), který ovlivňuje návrh systémů a volbu databází, a protože pochopení vlastností, skutečného kompromisu C vs A a nuancí je důležité pro návrh distribuovaných systémů, je pochopení teorému CAP cenné, prakticky relevantní vědomí z oblasti návrhu systémů — fundamentální koncept distribuovaných systémů formulující kompromis mezi konzistencí a dostupností, důležitý pro návrh distribuovaných systémů a volbu databází, a často citovaný koncept v návrhu systémů, který odráží porozumění omezením distribuovaných systémů.