الاتساق النهائي

الاتساق النهائي هو نموذج اتساق يُستخدم في الحوسبة الموزعة لتحقيق توافر عالٍ . يضمن النظام المتسق نهائيًا أنه في حال عدم إجراء أي تحديثات جديدة على عنصر بيانات معين، فإن جميع عمليات قراءة هذا العنصر ستُعيد في النهاية آخر قيمة مُحدثة. ^{[ 1 ]} يُعرف الاتساق النهائي أيضًا باسم النسخ المتفائل ، ^{[ 2 ]} وهو مُنتشر على نطاق واسع في الأنظمة الموزعة، ويعود أصله إلى مشاريع الحوسبة المتنقلة المبكرة. ^{[ 3 ]} يُقال إن النظام الذي حقق الاتساق النهائي قد تقارب ، أو حقق تقارب النسخ . ^{[ 4 ]} يُعد الاتساق النهائي ضمانًا ضعيفًا، إذ أن معظم النماذج الأقوى، مثل قابلية الترتيب الخطي ، تتسم بالاتساق النهائي بشكل بديهي.

تُصنّف الخدمات المتسقة في النهاية عادةً على أنها توفر دلالات BASE (التوافر الأساسي، الحالة المرنة، الاتساق النهائي)، على عكس دلالات ACID التقليدية (الذرية، الاتساق، العزل، المتانة). وفيما يلي التعريفات التقريبية لكل مصطلح في BASE: ^{[ 5 ] [ 6 ]}

• متاح بشكل أساسي : وهو إمكانية وصول المستخدمين إلى قاعدة البيانات في وقت واحد وفي جميع الأوقات. لا يحتاج المستخدم إلى انتظار الآخرين لإنهاء المعاملة قبل تحديث السجل. ^{[ 7 ]}
• الحالة المرنة : تشير إلى فكرة أن البيانات قد تكون لها حالات عابرة أو مؤقتة قد تتغير بمرور الوقت، حتى بدون محفزات أو مدخلات خارجية. وبالتالي، حتى بدون تحديثات خارجية إضافية، وإلى حين اكتمال التحديث، من الممكن أن ترى استعلامات مختلفة لسجل ما قيمًا مختلفة. ^{[ 7 ]}
• الاتساق النهائي : يعني هذا أن السجل سيصل إلى حالة الاتساق عند اكتمال جميع التحديثات المتزامنة. عند هذه النقطة، سترى التطبيقات التي تستعلم عن السجل القيمة نفسها. ^{[ 7 ]}

يواجه مفهوم الاتساق النهائي انتقادات ^{[ 8 ]} لإضافته تعقيدًا إلى تطبيقات البرمجيات الموزعة. ينشأ هذا التعقيد لأن الاتساق النهائي لا يوفر سوى ضمانة حيوية (ضمان أن عمليات القراءة تُعيد في النهاية نفس القيمة) دون ضمانات أمان ، مما يسمح بأي قيمة وسيطة قبل التقارب. يجد مطورو التطبيقات هذا الأمر صعبًا لأنه يختلف عن البرمجة أحادية الخيوط، حيث تُعيد المتغيرات قيمها المُخصصة لها فورًا وبشكل موثوق. مع ضمانات الاتساق الضعيفة، يجب على المطورين مراعاة هذه القيود بعناية، حيث يمكن أن تؤدي الافتراضات غير الصحيحة حول مستويات الاتساق إلى أخطاء دقيقة لا تظهر إلا أثناء أعطال الشبكة أو التزامن العالي. ^{[ 9 ]}

لضمان تقارب النسخ المتماثلة، يجب على النظام التوفيق بين الاختلافات بين نسخ متعددة من البيانات الموزعة. ويتكون هذا من جزأين:

• تبادل نسخ أو تحديثات البيانات بين الخوادم (المعروف غالبًا باسم مكافحة الإنتروبيا )؛ ^{[ 10 ]} و
• اختيار الحالة النهائية المناسبة عند حدوث تحديثات متزامنة، وهو ما يسمى بالتوفيق .

يعتمد النهج الأمثل للتوفيق بين التحديثات على التطبيق. أحد الأساليب الشائعة هو "الفوز للكاتب الأخير". ^{[ 1 ]} وهناك أسلوب آخر يتمثل في استدعاء معالج تعارض يحدده المستخدم. ^{[ 4 ]} غالبًا ما تُستخدم الطوابع الزمنية وساعات المتجهات للكشف عن التزامن بين التحديثات. يلجأ البعض إلى "الفوز للكاتب الأول" في الحالات التي يكون فيها "الفوز للكاتب الأخير" غير مقبول. ^{[ 11 ]}

يجب أن تتم عملية التوفيق بين عمليات الكتابة المتزامنة في وقت ما قبل القراءة التالية، ويمكن جدولتها في لحظات مختلفة: ^{[ 3 ] [ 12 ]}

• إصلاح القراءة: يتم إجراء التصحيح عندما يكتشف برنامج القراءة عدم اتساق. وهذا يبطئ عملية القراءة.
• إصلاح الكتابة: يتم إجراء التصحيح أثناء عملية الكتابة، مما يؤدي إلى إبطاء عملية الكتابة.
• الإصلاح غير المتزامن: لا يُعد التصحيح جزءًا من عملية القراءة أو الكتابة.

بينما يضمن الاتساق النهائي فقط استمرارية البيانات (أي ستُلاحظ التحديثات في النهاية)، يُضيف الاتساق النهائي القوي (SEC) ضمانًا إضافيًا يتمثل في أن أي عقدتين تلقتا نفس مجموعة التحديثات (غير المرتبة) ستكونان في نفس الحالة. ومن الأساليب الشائعة لضمان الاتساق النهائي القوي استخدام أنواع بيانات مُكررة خالية من التعارضات . ^{[ 13 ]}

• نظرية CAP

• بوركهارت، سيباستيان (9 أكتوبر 2014). "مبادئ الاتساق النهائي" . أسس واتجاهات في لغات البرمجة . 1 ( 1-2 ): 1-150 . doi : 10.1561/2500000011 . ISSN 2325-1107 .