Linearizability versus Serializability

原文 Linearizability和Serializability是在数据库和分布式系统中重要的两个概念，而且比较容易混淆，这篇文章试着对两个概念的不同进行简单、简短的解释。

Linearizability: single-operation, single-object, real-time order

Linearizability：单操作，单对象，实时顺序。 *Linearizability *是对单对象单操作的一种保证。它提供了对于同一个对象的一系列read/write操作都是按照实时时间（例如wall-clock)）排序的。

Linearizability保证对于一个对象的写操作，一旦写完成，需要立即马上被后续的读操作看到：即读一定是读到这个对象的最新的值。 Linearizability是“atomic consistency”的同义词，同时也是CAP种的C，“consistency”。 并且Linearizability是可组合的，如果系统中每个对象的操作都是linearizable，则系统中所有操作是linearizable。

Serializability: multi-operation, multi-object, arbitrary total order

Serializability：多个操作，多个对象，任意的顺序

Serializability是对事务的一种保证。Serializability保证了多个事务（每个都包含了一组对于不同对象的读/写操作）的执行等同于一个顺序执行的效果。

Serializability是ACID中的I。如果每个事务都保证了correctness（ACID中的C），则顺序执行的事务也保证了correctness，因此serializability是保证事务正确的一个机制。

Serializability和linearizability的不同是：Serializability没有对事务的执行顺序强加任何real-time的约束，即不需要操作是按照真实时间严格排序的，只需要存在一个满足条件的顺序执行顺序即可，不需要每个事务都是严格的先后时间顺序。

Strict Serializability: Why don’t we have both?

严格的Serializability：我们为什么两者都要？

serializability + linearizability = strict serializability

我们假设开始并提交T1：写item x，然后稍后开始提交T2：读x。数据库如果按照strict serializability，则会将T1放到T2之前，T2会读到x的最新值，如果数据库按照serializability，则可能会将T2放到T1之前，

Coordination costs and real-world deployments

linearizability 或者 serializability在没有协调的情况下都不可能达到，因此我们在异步网络和可用性不能提供linearizability 或者 serializability的保证。

A note on terminology, and more reading

linearizability来源于分布式系统和并发编程，而serializability则来源于数据库。如今这两者都在分布式系统和数据库中使用，也导致了术语上的冲突。

一些参考 Introduction to Reliable and Secure Distributed Programming CSC 2/458, 4-11 Feb. 2008