Memahami Jenis Data Replika Tanpa Konflik

Jenis Data Replika Tanpa Konflik (CRDT) ialah kelas struktur data yang membolehkan kerjasama lancar dan penyegerakan data dalam sistem teragih, membolehkan kemas kini kerjasama tanpa konflik. CRDT direka bentuk untuk mencapai ketekalan akhirnya merentas berbilang replika data, memastikan walaupun kemas kini berlaku secara bebas, semua replika bertumpu kepada keadaan yang sama tanpa memerlukan mekanisme penyelesaian konflik yang kompleks.

Dalam catatan blog ini, kami akan menyelidiki apa itu CRDT, meneroka kegunaan dan jenisnya, memahami cara ia berfungsi dan mempelajari cara melaksanakannya, dengan tumpuan pada JavaScript dan pustaka Yjs yang berkuasa.

Kes Penggunaan CRDT

CRDT amat berguna dalam senario di mana kerjasama masa nyata dan sokongan luar talian adalah penting:

1. Editor Teks Kolaboratif: Dokumen Google, Notion dan Etherpad menggunakan struktur seperti CRDT untuk pengeditan masa nyata.
2. Alat Reka Bentuk Kolaboratif: Figma, alat reka bentuk berasaskan web yang popular, menggunakan CRDT untuk membolehkan kerjasama masa nyata pada projek reka bentuk. Berbilang pereka bentuk boleh bekerja pada fail yang sama secara serentak, dengan perubahan menyegerak dengan lancar merentas semua pengguna.
3. Pangkalan Data Teragih: RxDB dan Riak menggunakan CRDT untuk replikasi bebas konflik.
4. Permainan Berbilang Pemain: Untuk mengekalkan keadaan permainan yang konsisten merentas pemain.

Jenis CRDT

Terdapat dua jenis utama CRDT:

1. CRDT berasaskan negeri: Ini mereplikasi keseluruhan keadaan struktur data. Penggabungan dilakukan dengan membandingkan dan menyelaraskan keadaan replika yang berbeza.
2. CRDT berasaskan operasi: Ini mereplikasi operasi yang dilakukan pada struktur data. Penggabungan dilakukan dengan menggunakan operasi daripada replika berbeza secara komutatif.

Cara CRDT Berfungsi

CRDT (Jenis Data Replika Tanpa Konflik) beroperasi berdasarkan prinsip yang memastikan ketekalan akhirnya merentas semua replika data, walaupun apabila kemas kini dibuat serentak atau apabila partition rangkaian berlaku. Mari kita mendalami mekaniknya:

Sifat Utama

1. Komutatif: Sifat ini memastikan tertib operasi tidak menjejaskan hasil akhir. Contohnya, dalam pembilang CRDT, penambahan sebanyak 2 dan kemudian sebanyak 3 menghasilkan hasil yang sama seperti penambahan sebanyak 3 dan kemudian sebanyak 2.
2. Associativity: Ini bermakna pengelompokan operasi tidak penting. Menggunakan contoh pembilang sekali lagi, (1 + 2) + 3 adalah sama dengan 1 + (2 + 3).
3. Idempotensi: Menggunakan operasi yang sama beberapa kali mempunyai kesan yang sama seperti menggunakan sekali. Ini penting untuk mengendalikan mesej pendua dalam sistem yang diedarkan.

Penyelesaian Konflik

CRDT menyelesaikan konflik secara automatik melalui reka bentuk:

• Untuk CRDT (CvRDT) berasaskan negeri, ini dicapai melalui fungsi gabungan yang menggabungkan keadaan dua replika. Fungsi gabungan ini mestilah komutatif, bersekutu dan idempoten.
• Untuk CRDT berasaskan operasi (CmRDT), operasi direka bentuk untuk menjadi komutatif, memastikan penggunaannya dalam sebarang susunan membawa kepada keadaan akhir yang sama.

Jam Logik

Banyak pelaksanaan CRDT menggunakan jam logik (seperti vektor versi atau vektor versi bertitik) untuk menjejak sejarah sebab akibat operasi. Ini membantu dalam menentukan susunan operasi serentak dan dalam mengenal pasti kemas kini mana yang telah dilihat oleh replika.

Menggunakan CRDT dalam JavaScript dengan Yjs

Melaksanakan CRDT dari awal boleh menjadi rumit. Walau bagaimanapun, terdapat perpustakaan yang tersedia yang memudahkan proses. Untuk JavaScript, salah satu perpustakaan CRDT yang paling popular ialah Yjs. Ia adalah pelaksanaan CRDT berprestasi tinggi yang menyokong pelbagai jenis data. Mari buat aplikasi senarai tugasan mudah menggunakan Yjs, mensimulasikan berbilang pengguna yang bekerja pada dokumen yang sama dalam ingatan.

Berikut ialah contoh cara melaksanakan senarai tugasan yang dikongsi menggunakan Yjs:

Jom gunakan ydocs yang dibuat :

Dalam contoh ini, kami mencipta dua dokumen Yjs (ydoc1 dan ydoc2) untuk mensimulasikan dua pengguna yang bekerja pada senarai tugasan yang sama. Setiap dokumen mempunyai peta kongsinya sendiri untuk tugasan.

Kami mentakrifkan fungsi untuk menambah, mengemas kini dan memadam tugasan, serta fungsi syncDocs untuk menyegerakkan keadaan antara kedua-dua dokumen secara manual. Ini mensimulasikan perkara yang akan berlaku dalam persekitaran rangkaian di mana kemas kini bertukar antara pelanggan.

Kesimpulan

CRDT menyediakan penyelesaian yang berkuasa untuk membina aplikasi kolaboratif dan teragih yang boleh berfungsi dengan lancar dalam talian dan luar talian. Walaupun konsep asas boleh menjadi rumit, perpustakaan seperti Yjs memudahkan pembangun untuk memanfaatkan kuasa CRDT dalam aplikasi mereka. Apabila sistem teragih menjadi lebih berleluasa, memahami dan menggunakan CRDT akan menjadi kemahiran yang semakin berharga untuk pembangun.

Pautan Berguna

1. Yjs
2. CRDT
3. Tiptap - Editor teks kerjasama

Atas ialah kandungan terperinci Memahami Jenis Data Replika Tanpa Konflik. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!