了解無衝突複製資料類型

無衝突複製資料類型 (CRDT) 是一類資料結構，可在分散式系統中實現無縫協作和資料同步，從而實現無衝突的協作更新。 CRDT 旨在實現跨多個資料副本的最終一致性，確保即使更新獨立發生，所有副本也能收斂到相同狀態，而不需要複雜的衝突解決機制。

在這篇文章中，我們將深入研究 CRDT 是什麼，探索它們的用途和類型，了解它們的工作原理，並學習如何實現它們，重點關注 JavaScript 和強大的 Yjs 庫。

CRDT 的用例

CRDT 在即時協作和離線支援至關重要的場景中特別有用：

1. 協作文字編輯器：Google Docs、Notion 和 Etherpad 使用類似 CRDT 的結構進行即時編輯。
2. 協作設計工具：Figma 是一種流行的基於 Web 的設計工具，它使用 CRDT 來實現設計專案的即時協作。多個設計師可以同時處理同一個文件，所有使用者之間的變更可以無縫同步。
3. 分散式資料庫：RxDB 和 Riak 使用 CRDT 進行無衝突複製。
4. 多人遊戲：用來保持玩家之間一致的遊戲狀態。

CRDT 的類型

CRDT 有兩種主要類型：

1. 基於狀態的 CRDT：它們複製資料結構的整個狀態。合併是透過比較和協調不同副本的狀態來完成的。
2. 基於操作的 CRDT：它們複製對資料結構執行的操作。合併是透過以可交換的方式應用來自不同副本的操作來完成的。

CRDT 的工作原理

CRDT（無衝突複製資料類型）的運作原理可確保所有資料副本的最終一致性，即使是同時進行更新或發生網路分割區時也是如此。讓我們更深入地研究一下機制：

主要特性

1. 交換性：此屬性可確保運算順序不會影響最終結果。例如，在計數器 CRDT 中，先遞增 2，然後再遞增 3，與先遞增 3，然後再遞增 2 產生的結果相同。
2. 關聯性：這表示操作的分組並不重要。再次使用計數器範例，(1 + 2) + 3 與 1 + (2 + 3) 相同。
3. 冪等性：多次應用相同的操作與應用一次效果相同。這對於處理分散式系統中的重複訊息至關重要。

衝突解決

CRDT 透過設計自動解決衝突：

• 對於基於狀態的 CRDT (CvRDT)，這是透過組合兩個副本的狀態的合併函數來實現的。此合併函數必須是可交換的、關聯的和冪等的。
• 對於基於操作的 CRDT (CmRDT)，操作被設計為可交換的，確保以任何順序應用它們都會導致相同的最終狀態。

邏輯時鐘

許多 CRDT 實作使用邏輯時脈（例如版本向量或點分版本向量）來追蹤運算的因果歷史。這有助於確定並發操作的順序以及確定副本已經看到哪些更新。

在 JavaScript 中使用 CRDT 和 Yjs

從頭開始實作 CRDT 可能很複雜。但是，有一些庫可以簡化該過程。對於 JavaScript，最受歡迎的 CRDT 函式庫之一是 Yjs。它是一個高效能的CRDT實現，支援各種資料類型。讓我們使用 Yjs 創建一個簡單的待辦事項清單應用程序，模擬多個使用者在記憶體中處理同一個文件。

以下是如何使用 Yjs 實作共享待辦事項清單的範例：

讓我們使用建立的 ydocs ：

在此範例中，我們建立兩個 Yjs 文件（ydoc1 和 ydoc2）來模擬兩個使用者處理相同待辦事項清單。每個文件都有自己的待辦事項共享地圖。

我們定義了用於新增、更新和刪除待辦事項的函數，以及用於手動同步兩個文件之間的狀態的syncDocs函數。這模擬了在客戶端之間交換更新的網路環境中會發生的情況。

結論

CRDT 提供了強大的解決方案，用於建立可在線上和離線無縫工作的協作分散式應用程式。雖然底層概念可能很複雜，但像 Yjs 這樣的程式庫使開發人員可以更輕鬆地在其應用程式中利用 CRDT 的強大功能。隨著分散式系統變得越來越普遍，理解和利用 CRDT 將成為開發人員越來越有價值的技能。

有用的連結

1. Yjs
2. CRDT
3. Tiptap - 協作文字編輯器

以上是了解無衝突複製資料類型的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！