Причинная согласованность

Причинная согласованность (англ. causal consistency) — модель согласованности, которая не требует, чтобы все процессы видели одну и ту же последовательность записей в памяти, проводя различие между потенциально-зависимыми (запись одной может зависеть от результата чтения другой ячейки) и потенциально-независимыми (параллельными) операциями записи.

Система обеспечивает причинную согласованность, если операции с памятью, которые потенциально причинно связаны, рассматриваются всеми узлами системы в том же порядке. Одновременные операции записи (то есть те, которые причинно не связаны), могут рассматриваться в различном порядке разными узлами. Этот вид согласованности слабее, чем последовательная согласованность, которая требует, чтобы все узлы видели все записи в том же порядке, но сильнее, чем PRAM-согласованность, при которой только записи, сделанные одним узлом, были бы видимы в том же порядке любым другим узлом.

Отношения причинности между операциями (событиями) для систем с распределённой общей памятью можно определить следующим образом:

1. Последовательность операций чтения и записи на узле определяет локальный причинный порядок.
2. Операция записи причинно предшествует операции чтения на другом узле, если чтение возвращает значение, записанное с помощью этой операции записи. Это отношение межпроцессного порядка.
3. И, наконец, причинный порядок считается транзитивным: то есть, если операция А (причинно) следует до В, а В — до С, то А находится в порядке причинности перед С. То есть, транзитивное замыкание отношений локального и межпроцессного порядков определяет глобальный причинный порядок.

Достоинства и недостатки

Сохраняя свойство гарантированных операций с небольшой задержкой, причинная согласованность лучше согласованности в конечном счёте как для пользователей, так и для программистов. Она учитывает причинно-следственные связи между операциями и гарантирует, что каждый узел видит операции в заданном порядке. Причинная согласованность также делает программирование проще, устраняя необходимость рассматривать не относящиеся к делу операции.

Тем не менее, причинной согласованности присущи и некоторые недостатки:

• не все причинные связи могут быть установлены в рамках системы,
• не всегда возможно требовать выполнения глобальных инвариантов,
• логика одновременной записи может представлять трудности при реализации.

В частности, требуется установить, достаточно ли простого затирания старых данных или требуются отдельные механизмы разрешения конфликтующих записей.

Литература

• Крюков В. А. Курс лекций «Распределенные ОС» 6. Распределенная общая память
• Pradeep K. Sinha. Causal Consistency Model // Distributed Operating Systems: Concepts and Design. — PHI Learning Pvt. Ltd., 1998. — С. 239—240. — 761 с. — ISBN 9788120313804.
• Kshemkalyani, A.D. and Singhal, M. Distributed Computing: Principles, Algorithms, and Systems. — Cambridge University Press, 2011. — ISBN 9781139470315.
• M. Ahamad, G. Neiger, J. E. Burns, P. Kohli, and P. Hutto. Causal memory: Definitions, implementation and programming. Distributed Computing, 9(1), 19
• Bailis, Peter and Ghodsi, Ali and Hellerstein, Joseph M. and Stoica, Ion (2013). "Bolt-on Causal Consistency". Proceedings of the 2013 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data. SIGMOD '13. New York, New York, USA: ACM. pp. 761—772. doi:10.1145/2463676.2465279. Дата обращения: 6 декабря 2013.{{cite conference}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)