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^[1].

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^[2], но сильнее, чем PRAM-согласованность^[англ.], при которой только записи, сделанные одним узлом, были бы видимы в том же порядке любым другим узлом^[3].

Отношения причинности между операциями (событиями) для систем с распределённой общей памятью^[англ.] можно определить следующим образом^[4]:

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^[5].

Тем не менее, причинной согласованности присущи и некоторые недостатки^[5]:

• 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.