光锥一致性:面向消息传递系统一致性统一理论
分布式、并行与集群计算
2026-05-12 v1
摘要
每个分布式系统——数据库、网络、邮政服务、CPU高速缓存——都是消息传递系统。每个消息传递系统都是一组观察者所观察的日益增长的因果日志。我们提出光锥一致性(LCC),一种描述每个已知一致性模型的框架,将每个观察者可见的子有向无环图(sub-DAG)上的三个约束进行配置:因果闭合C(deps),分叉解决O(π),以及时效性R(δ),外加一个正交的返回值函数F。我们映射了85个配置,覆盖Viotti和Vukolic分类学中50多个命名模型,需注意针对分叉式和概率模型的限制。我们表明分布式计算中三个不可避免结果——CAP、FLP和AFC——分别约束参数的每一对,且它们是最小且独立的。我们的核心结果是,这三个约束完全相互交织:违反任一个约束都会波及另外两个,因为恢复任一参数需要消息——而这些消息又受到所有三个约束的制约。这三个参数及其两两不可避免面的形式构成一个完全连通的三角形。每个分布式系统必须通过松弛至少一个参数来退出三角形。该三角形仅在系统运行时激活:C≠none、O≠trivial或R≠absent每个引入一个约束,将系统置于暴露于这些面的状态。要求什么也不要求或写入速度远慢于其传播延迟的系统是平凡的可线性化。我们确定了开放问题,包括 conjectures中的第四个表面(日志局部性)、未发现的约束以及越过任何边界后安全-存活性分叉的普遍性作为结果。
引用
@article{arxiv.2605.09114,
title = {Light Cone Consistency: Toward a Unified Theory of Consistency in Message-Passing Systems},
author = {Rob Landers and Kaben Kramer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.09114},
year = {2026}
}
备注
25 pages, 13 tables. Preprint of work in progress; an extended version is planned for submission to DISC 2026