Қулфҳои тақсимшуда

1) Чаро қуфлҳои тақсимшуда (ва кай) лозиманд

• Интихоби пешво барои вазифаи пасзамина/shader.
• Маҳдудияти як иҷрокунанда аз болои манбаи муштарак (ҳаракати файлҳо, муҳоҷирати схема, қадами истисноии пардохт).
• Коркарди пайдарпайи агрегат (ҳамён/тартиб), агар ба даст овардани idempotency/тартиби дигаре ғайриимкон бошад.

• Агар шумо метавонед як фармоиши idempotent, CAS (муқоиса ва танзим) ё фармоиши ҳар як калидро анҷом диҳед.
• Агар манбаъ ба амалиёти коммутатсионӣ иҷозат диҳад (CRDT, ҳисобкунакҳо).
• Агар мушкилот тавассути транзаксия дар як мағоза ҳал карда шавад.

2) Модели таҳдид ва хосиятҳо

• Шабака: таъхирҳо, тақсимот, талафоти пакет.
• Равандҳо: таваққуфи GC, таваққуф дар ҷаҳон, садама пас аз забти қулф.
• Вақт: Равиши ақрабаки соат ва тағйири ҷойивазкунӣ TTL.
• Бозсозӣ: Раванди "зомби" пас аз шабака метавонад фикр кунад, ки он то ҳол қалъаро соҳиб аст.

• Бехатарӣ: на зиёда аз як соҳиби боэътимод (бехатарӣ).
• Зиндагонӣ: қулф ҳангоми нокомӣ (зинда будан) озод карда мешавад.
• Адолат: Рӯза нест.
• Мустақилияти соат: дурустӣ аз соати девор вобаста нест (ё бо нишонаҳои тавораҳо ҷуброн карда мешавад).

3) Моделҳои асосӣ

3. 1 Иҷора (қулфи иҷора)

Қулф бо TTL дода мешавад. Соҳиб вазифадор аст, ки онро пеш аз ба охир расидани мӯҳлат нав кунад (зарбаи дил/нигоҳдорӣ).

Тарафдор: Худи азхудкунӣ.
Хатарҳо: агар соҳиби "часпида" бошад ва корашро идома диҳад, аммо тамдидро аз даст додааст, моликияти дукарата метавонад ба миён ояд.

3. 2 Аломати тавораҳо

Бо ҳар як забти бомуваффақият шумораи якхелаи афзоянда бароварда мешавад. Истеъмолкунандагони захираҳо (пойгоҳи додаҳо, навбат, нигоҳдории файлҳо) аломатро тафтиш мекунанд ва амалиётро бо рақами кӯҳна рад мекунанд.
Ин барои TTL/иҷора ва тақсимоти шабака бениҳоят муҳим аст - он аз соҳиби "кӯҳна" муҳофизат мекунад.

3. 3 Қулфҳои кворум (системаҳои CP)

Консенсуси тақсимшуда истифода мешавад (Raft/Paxos; etcd/Zoo ​ ​ Keeper/Consul), сабт бо сабти консенсус алоқаманд аст → мағзи тақсимшуда бо аксари гиреҳҳо вуҷуд надорад.

Плюс: кафолатҳои қавии амният.
Минус: ҳассосият ба кворум (ҳангоми гум шудан, зинда мондан ланг аст).

3. 4 Қулфҳои AP (дар хотира/кэш + нусхабардорӣ)

Масалан, як кластери Редис. Дастрасии баланд ва суръат, аммо бидуни кафолати қавӣ барои тақсимоти шабака. Дар паҳлӯи кӯфта тавораро талаб кунед.

4) Платформаҳо ва намунаҳо

4. 1 etcd/Зоопарк/Консул (барои қуфлҳои сахт тавсия дода мешавад)

Гиреҳҳои эфемералӣ (ZK) ё ҷаласаҳо/иҷора (etcd): калид ҳангоми зинда будани сессия вуҷуд дорад.

Нигоҳдории сеанс; талафоти кворум → сессия ба охир мерасад

Гиреҳҳои пайдарпай (ZK 'EPHEMERAL _ SEQUENTIAL') барои навбати интизорӣ → ярмарка.

go cli, _:= clientv3. New(...)
lease, _:= cli. Grant(ctx, 10)            // 10s lease sess, _:= concurrency. NewSession(cli, concurrency. WithLease(lease. ID))
m:= concurrency. NewMutex(sess, "/locks/orders/42")
if err:= m. Lock(ctx); err!= nil { / handle / }
defer m. Unlock(ctx)

4. 2 Редис (тозаву озода)

Классикӣ - 'Арзиши калидии SET NX PX ttl'.

• Такрори/feilover метавонад ба соҳибони ҳамзамон имкон диҳад.
• Пайвастшавӣ аз ҳолатҳои сершумор хатарро коҳиш медиҳад, аммо бартараф намекунад; дар муҳите, ки шабакаи беэътимод дорад, баҳснок аст.

Истифодаи Редис ҳамчун қабати ҳамоҳангсозии зуд бехатартар аст, аммо ҳамеша аломати тавораро дар манбаи ҳадаф пурра мекунад.

lua
-- release only if value matches if redis. call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis. call("DEL", KEYS[1])
else return 0 end

4. Қулфҳои 3 DB

Қулфҳои машваратии Postgre-SQL: дар дохили кластери Postgres қулф кунед (раванд/сессия).
Вақте ки ҳамаи бахшҳои интиқодӣ аллакай дар як пойгоҳи додаҳо ҳастанд, хуб аст.

sql
SELECT pg_try_advisory_lock(42); -- take
SELECT pg_advisory_unlock(42); -- let go

4. 4 Қулфҳои файл/абр

S3/GCS + қулфи метамаълумоти объект бо шароити 'If-Match' (ET 'ag) → аслан CAS.
Барои нусхабардорӣ/муҳоҷират мувофиқ аст.

5) Тарҳи қулфи бехатарӣ

5. 1 Шахсияти соҳиб

Store 'owner _ id' (# process # pid # start _ time node) + аломати тасодуфӣ барои санҷиши қулф.
Кушодани такрорӣ набояд қулфи каси дигарро хориҷ кунад.

5. 2 TTL ва тамдиди

TTL <T_fail_detect (вақти муайянкунии хато) ва p99 ≥ амалиёти қисмати муҳим × эҳтиёт.
Навсозӣ - давра ба давра (масалан, ҳар 'TTL/3'), бо мӯҳлати муқарраршуда.

5. 3 Аломати панҷара дар кӯфта

Қисме, ки манбаи берунаро тағир медиҳад, бояд 'foning _ token' гузарад.

sql
UPDATE wallet
SET balance = balance +:delta, last_token =:token
WHERE id =:id AND:token > last_token;

5. 4 Навбати интизорӣ ва адолат

Дар ZK - 'EPHEMERAL _ SEQUENTIAL' ва нозирон: муштарӣ интизори раҳоии пешгузаштаи наздиктарин аст.
Дар etcd - калидҳо бо бознигарӣ/версия; фармоиш аз ҷониби 'mod _ revision'.

5. 5 Рафтори тақсимшавӣ

Равиши CP: бидуни кворум шумо қулф гирифта наметавонед - беҳтар аст, ки аз шикастани бехатарӣ истед.
Равиши АП: пешрафт дар ҷазираҳои тақсимшуда § тавораҳо талаб карда мешавад.

6) Интихоботи пешво

Дар etcd/ZK, "пешво" калиди истисноии эпемерӣ мебошад; боқимонда барои тағирот имзо шудаанд.
Роҳбар зарбаи дил менависад; зиён - интихоботи такрорӣ.
Ҳамаи амалиётҳои роҳбарро бо аломати тавораҳо (рақами даврӣ/бознигарӣ) ҳамроҳӣ кунед.

7) Хатогиҳо ва коркарди онҳо

Муштарӣ қулфро гирифт, аммо ба кор даромадан § меъёр, ҳеҷ кас зарар нахоҳад дид; TTL/сессия бароварда мешавад.

• Назорати ҳатмӣ: агар тамдид ноком шавад, қисмати муҳимро боздоред ва бозгардонед/ҷуброн кунед.
• Не "дертар анҷом": бе қулф, қисмати муҳимро идома додан мумкин нест.

Таваққуфи тӯлонӣ (GC/stop-the-world) → васеъшавӣ рух надод, дигаре қулфро гирифт. Ҷараёни кор бояд аз даст додани моликият (канали нигоҳдорӣ) ва бекоркуниро муайян кунад.

8) Дедлоки, афзалиятҳо ва инверсия

Дедлоки дар ҷаҳони тақсимшуда камёб аст (одатан як қалъа мавҷуд аст), аммо агар якчанд қалъаҳо мавҷуд бошанд, ба тартиби ягонаи гирифтан риоя кунед (фармоиши қулф).
Инверсияи афзалиятнок: Соҳиби афзалиятнок дорои захира мебошад, дар ҳоле ки афзалиятҳои афзалиятнок интизоранд. Қарорҳо: Маҳдудиятҳои TTL, пешпардохт (агар бизнес имкон диҳад), шарҳи манбаъ.
Рӯза: Барои адолат навбатҳои интизорӣ (гиреҳҳои ZK-sub-фармоиш) -ро истифода баред.

9) Мушоҳидакорӣ

• 'lock _ acquired _ total {status = ok' timeout 'error}'
• 'lock _ hold _ seconds {p50, p95, p99}'
• 'ferning _ token _ value' (якранг)
• 'иҷора _ renew _ fail _ total'
• 'split _ brain _ пешгирӣ _ total' (шумораи кӯшишҳо бо сабаби набудани кворум рад карда шудааст)
• 'preemptions _ total', 'wait _ queue _ len'

• 'lock _ name', 'соҳиби _ id', 'токен', 'ttl', 'кӯшиш', 'wait _ time _ ms', 'роҳ' (dlya ZK), 'mod _ revision' (etcd).
• "ба даст овардан → фасли интиқодӣ → озодкунӣ" бо натиҷа.

• Афзоиш 'иҷора _ renew _ fail _ total'.
• 'lock _ hold _ seconds {p99}'> SLO.
• Қуфлҳои "ятим" (бе зарбаи дил).
• Рӯйхати интизории Bloated.

10) Омӯзиши парвандаҳо

10. 1 Қулфи бехатар Redis бо тавораҳо (псевдо)

1. Мо ҳисобкунакро дар мағозаи боэътимод нигоҳ медорем (масалан, Postgres/etcd).
2. Агар 'SET NX PX' is муваффақ бошад, мо нишонаро мехонем/зиёд мекунем ва ҳамаи тағйиротҳоро ба манбаъ бо аломати дар пойгоҳи додаҳо/хизматрасонӣ санҷидашуда ворид мекунем.

python acquire token = db. next_token ("locks/orders/42") # monotone ok = redis. set("locks:orders:42", owner, nx=True, px=ttl_ms)
if not ok:
raise Busy()

critical op guarded by token db. exec("UPDATE orders SET... WHERE id=:id AND:token > last_token",...)
release (compare owner)

10. 2 etcd Mutex + посбон (Гузаштан)

go ctx, cancel:= context. WithCancel(context. Background())
sess, _:= concurrency. NewSession(cli, concurrency. WithTTL(10))
m:= concurrency. NewMutex(sess, "/locks/job/cleanup")
if err:= m. Lock(ctx); err!= nil { /... / }

// Watchdog go func() {
<-sess. Done ()//loss of session/quorum cancel ()//stop working
}()

doCritical (ctx )//must respond to ctx. Done()
_ = m. Unlock(context. Background())
_ = sess. Close()

10. 3 Роҳбарӣ дар ZK (Java, куратор)

java
LeaderSelector selector = new LeaderSelector(client, "/leaders/cron", listener);
selector. autoRequeue();
selector. start(); // listener. enterLeadership() с try-finally и heartbeat

10. 4 Қулфи машваратии Postgres бо мӯҳлати ниҳоӣ (SQL + барнома)

sql
SELECT pg_try_advisory_lock(128765); -- attempt without blocking
-- if false --> return via backoff + jitter

11) Китобҳои санҷишӣ (Рӯзҳои бозӣ)

Талафоти кворум: хомӯш кардани 1-2 etcd гиреҳҳо → кӯшиши гирифтани қулф набояд гузарад.

GC-таваққуф/stop-the-world: ба таври сунъӣ ҷараёни соҳибро ба таъхир меандозад

Сплит-майна: тақлид кардани ҷудошавии шабака байни соҳиб ва паҳлӯи қалъа → соҳиби нав аломати баландтари тавораро мегирад, кӯҳнаи онро кабуд рад мекунад.
Skew/drift Clock: соатро аз соҳиби (барои Redis/иҷора) дур кунед → боварӣ ҳосил кунед, ки дурустӣ бо нишонаҳо/чекҳо таъмин карда мешавад.
Суқути пеш аз раҳоӣ: суқути протсессори → қулф тавассути TTL/сессия бароварда мешавад.

12) Анти-намунаҳо

Тоза кардани қулфи TTL бе тавораҳо ҳангоми дастрасӣ ба манбаи беруна.
Барои дурустӣ ба вақти маҳаллӣ такя кунед (на HLC/тавораҳо).
Паҳн кардани қуфлҳо тавассути як устои Редис дар муҳите, ки бо гармӣ ва бидуни тасдиқи нусхаҳо.
Қисмати танқидии беохир (TTL "барои асрҳо").
Хориҷ кардани қулфи каси дигар бидуни санҷиши 'соҳиби _ id '/токен.
Набудани бозгашт + jitter → тӯфони кӯшишҳо.
Қулфи ягонаи ҷаҳонӣ "барои ҳама чиз" - халтаи муноқишаҳо; sharding калид беҳтар аст.

13) Рӯйхати санҷиши амалисозӣ

• Навъи захираҳо муайян карда шудааст ва метавонад бо CAS/навбат/idempotency паҳн карда шавад.
• Механизми интихобшуда: etcd/ZK/Консул барои CP; Редис/кэш - танҳо бо тавораҳо.
• Татбиқ шудааст: 'соҳиби _ id', тамдиди TTL +, посбон, кушодани дуруст.
• Манбаи беруна аломати тавораро тафтиш мекунад (якранг).
• Стратегияи роҳбарӣ ва нокомӣ мавҷуд аст.
• Ченакҳо, огоҳиҳо, нишонаҳо ва нусхаҳои танзимшуда.
• Backoff + jitter ва ба даст овардани танаффус таъмин карда мешаванд.
• Рӯзҳои бозӣ баргузор мешаванд: кворум, тақсимшавӣ-майна, таваққуфи GC, skew соат.
• Ҳуҷҷатгузории тартиби гирифтани якчанд қуфлҳо (агар лозим бошад).
• нақшаи brownout - чӣ бояд кард, вақте ки қулф дастнорас аст.

14) FAQ

Савол: Оё қулфи 'SET NX PX' Redis кофӣ аст?
A: Танҳо дар сурате, ки манбаъ аломати тавораро тафтиш кунад. Дар акси ҳол, ҳангоми тақсимоти шабака, ду соҳибмулк имконпазиранд.

Савол: "Бо нобаёнӣ" чиро интихоб кардан мумкин аст?
Ҷ: Барои кафолатҳои қатъӣ - etcd/Zoo/Keeper/Consul (CP). Барои вазифаҳои осон дар дохили як пойгоҳи додаҳо - қулфҳои машваратӣ Postgres. Редис - танҳо бо тавораҳо.

Савол: Кадом TTL бояд гузорад?
A: 'TTL ≥ p99 давомнокии фасли интиқодӣ × 2' ва кӯтоҳ барои зуд тоза кардани "зомбиҳо. "Навсозӣ - ҳар 'TTL/3'.

Савол: Чӣ гуна бояд рӯза нагирем?
A: Навбати интизорӣ бо тартиби (пайдарпаии ZK) ё алгоритми адолат; маҳдудияти кӯшишҳо ва банақшагирии одилона.

Савол: Оё ба ман синхронизатсияи вақт лозим аст?
A: Барои дурустӣ - не (деворро истифода баред). Барои пешгӯии амалиётӣ, ҳа (NTP/PTP), аммо барои мантиқи қулф ба соати девор такя накунед.

15) Натиҷаҳо

Қулфҳои боэътимоди тақсимшуда дар сатҳи кворум (etcd/ZK/Consul) бо иҷора + keepalive сохта мешаванд ва ҳатман бо аломати тавораҳо дар сатҳи манбаъ иваз карда мешаванд. Ҳама гуна равишҳои TTL/Redis бидуни тавораҳо хатари тақсимшавӣ мебошанд. Аввал дар бораи сабабҳо ва аблаҳӣ фикр кунед, қуфлҳоеро истифода баред, ки бидуни онҳо ғайриимкон аст, чен кунед, усулҳои нокомии санҷишро санҷед - ва "бахшҳои интиқодӣ" -и шумо на танҳо дар шумораи ҳодисаҳо муҳим боқӣ хоҳанд монд.