(UA) CRDT (Conflict-free Replicated Data Types) usage as a solution for data synchronization problem in distributed systems (iOS client)

Transcript

1. Використання CRDT (Conflict-free Replicated Data Types) для рішення проблеми синхронізації

   даних в розподілених системах (iOS клієнті) Виконав студент групи МФ-61 Григор’єв В. В. Міністерство освіти і науки України Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна Науковий керівник: Медведюк Д. І. Кваліфікаційна робота магістра

2. Постановка задачі 1. Ознайомитися з проблемою синхронізації даних 2. Дослідити

   переваги й недоліки CRDT 3. Створити власну реалізацію CRDT 4. Продемонструвати результати практичного застосування CRDT
3. None

4. Розподілена система

5. Синхронізація даних ускладнюється якщо: • Виникають проблеми з мережею (сегментація

   мережі, офлайн режим роботи) • Відбуваються одночасні зміни даних (колоборативний режим роботи)

6. Синхронізація даних

7. CAP Теорема

8. Узгодженість в кінцевому випадку (Eventual Consistency) говорить про те, що

   як тільки всі вузли отримали всі операції, то через деякий час система прийде в узгоджений стан

9. Сильна узгодженість в кінцевому випадку - система відразу прийде в

   узгоджений стан

10. Ціль - розробити рішення, що не залежить від: • Бази

    даних • Транспорту (HTTP, WebSockets) • Інфраструктури серверної частини

11. • Асинхронну реплікацію • Оптимістичний UI А також підтримує:

12. CRDT - це загальна назва структур даних, що автоматично розв’язують

    конфлікти під час об’ єднання реплік.

13. CRDT - це напіврешітка • ≤ - операція часткового порядку

    • ⊔ - операція об’єднання ◦ комутативність: A ⊔ B = B ⊔ A ◦ асоціативність: (A⊔B)⊔C=A⊔(B⊔C) ◦ ідемпотентність: A ⊔ A = A • sup(L, K) = M = L ⊔ K

14. Приклад решітки - впорядкування за включенням

15. Види CRDT • На основі стану - CvRDT • На

    основі операцій - CmRDT

16. СvRDT - State-based CRDT

17. Переваги: • Незалежність від транспорту Недоліки: • Великий обсяг повідомлень

    CvRDT

18. СmRDT - Op-based CRDT

19. Переваги: • Маленький розмір повідомлень Недоліки: • Обмеження на транспорт

    (вимагає причинної доставки) CmRDT

20. Причинна доставка

21. Базові приклади CRDT • Лічильники: GCounter, PNCounter • Регістри: LWWRegister,

    MVRegister • Множини: LWWSet, GSet, 2PSet, ORSet, AWSet, RWSet • Словники: ORMap, AWMap, RWMap • Прапорці: EWFlag, DWFlag

22. Специфікація GCounter

23. Вектор версій

24. Специфікація GCounter

25. Специфікація GSet

26. specialfor/CRDT

27. Мобільний застосунок як розподілена система

28. TodoMVC

29. Діаграма прецедентів

30. Специфікація моделі

31. Demo: додавання завдання

32. Demo: вирішення конфлікту з назвою завдання

33. Діаграма діяльності: створення конфлікту назви

34. UI блок-схема: очищення локального сховища

35. API

36. Діаграма послідовності: POST /todos

37. Swagger Documentation

38. Клієнт: • iOS • Swift • CRDT • UserDefaults (Plist

    ~ XML) Сервер: • Vapor • Swift • CRDT • SQLite • Swagger Технології

39. Переваги: • Автоматичне розв’ язання конфліктів • CRDT математично доведені

    • Незалежність від транспорту та БД Недоліки: • Великий обсяг повідомлень для CvRDT • Ускладнення прошарку моделі Висновок

40. specialfor/CRDT

41. Дякую за увагу!