O Teorema CAP , também conhecido como Teorema de Brewer, é um princípio fundamental na computação distribuída que estipula as compensações e limitações para projetar e implantar sistemas distribuídos confiáveis e de alto desempenho. O teorema afirma que é impossível para um sistema de armazenamento de dados distribuído satisfazer simultaneamente todas as três facetas cruciais de consistência, disponibilidade e tolerância de partição. Em termos mais simples, o Teorema CAP destaca um compromisso inerente ao sistema, onde apenas dois destes três atributos principais podem ser efetivamente alcançados num determinado momento.
Consistência refere-se à noção de que todos os nós do sistema distribuído exibem exatamente os mesmos dados e valores em qualquer instância. Isso significa que quando ocorre uma transação de dados, todos os nós do sistema estão cientes da alteração e, posteriormente, a solicitação de acesso a esses dados produzirá o mesmo resultado em todo o sistema, garantindo a integridade dos dados.
A disponibilidade é uma medida da frequência com que o sistema distribuído pode responder com êxito às solicitações do usuário. Um sistema altamente disponível pode garantir que reconhecerá prontamente e com precisão cada solicitação do usuário por meio de qualquer um de seus nós, independentemente do volume de solicitações ou do estado atual de nós individuais.
A tolerância à partição está relacionada à capacidade do sistema de suportar interrupções ou falhas de comunicação dentro da rede. Um sistema tolerante a partições pode continuar a ter o melhor desempenho mesmo quando há uma interrupção completa na comunicação entre seus nós em um ambiente distribuído.
À luz do teorema CAP, torna-se evidente que, ao conceber sistemas distribuídos, é crucial encontrar um equilíbrio entre estes três atributos, uma vez que alcançá-los todos simultaneamente é inatingível. Na prática, isso geralmente gira em torno da opção por um compromisso que envolve sacrificar um atributo em favor dos outros dois com base nas prioridades do sistema, nos casos de uso e nos requisitos de negócios.
Entre os vários bancos de dados distribuídos, sistemas populares como Amazon DynamoDB e Apache Cassandra priorizam a combinação de Disponibilidade e Tolerância de Partição (AP), enquanto outros bancos de dados como Google Cloud Spanner ou sistemas RDBMS como PostgreSQL focam em Consistência e Tolerância de Partição (CP).
No contexto do desenvolvimento de back-end, o Teorema CAP desempenha um papel crucial na definição do projeto arquitetônico e do processo de tomada de decisão para vários sistemas de dados distribuídos. Este teorema ajuda os engenheiros a avaliar os prós e os contras de suas escolhas de projeto com base em requisitos e restrições bem definidos.
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O teorema CAP serve como um guia indispensável para a compreensão das limitações e compensações inerentes à computação distribuída. Ele ajuda os desenvolvedores a tomar decisões informadas sobre o design do sistema e, posteriormente, ajuda a estabelecer aplicativos confiáveis e de alto desempenho que atendem às necessidades exclusivas de empresas individuais. Com AppMaster, a criação de uma solução de software escalonável e personalizada que atenda aos princípios do teorema CAP torna-se acessível e fácil para empresas de todos os tamanhos e escopos.
