CAP 定理是什麼？在系統設計中如何應用？

CAP 定理

三個屬性

在分散式系統中，最多只能同時保證以下三者中的兩個：

• C — Consistency（一致性）：所有節點在同一時間看到相同的資料
• A — Availability（可用性）：每個請求都能收到回應（不保證是最新資料）
• P — Partition Tolerance（分區容錯）：即使網路分區（節點無法通訊），系統仍能運作

為何必須選 P？

在真實分散式系統中，網路分區是無法避免的（網路故障是常態）。 因此實際選擇是 CP vs AP。

CP 系統（一致性 + 分區容錯）

• 網路分區時拒絕服務，保證資料一致
• 例：HBase、ZooKeeper、傳統 RDBMS

AP 系統（可用性 + 分區容錯）

• 網路分區時仍回應（可能返回舊資料），最終一致性
• 例：Cassandra、CouchDB、DynamoDB

延伸：PACELC 定理

CAP 只考慮分區時的取捨，PACELC 更完整：

• 有分區：A vs C
• 無分區（正常運作）：延遲（Latency）vs 一致性（Consistency）