A comprehensive study of Convergent and Commutative Replicated Data Types
Résumé
Eventual consistency aims to ensure that replicas of some mutable shared object converge without foreground synchronisation. Previous approaches to eventual consistency are ad-hoc and error-prone. We study a principled approach: to base the design of shared data types on some simple formal conditions that are sufficient to guarantee eventual consistency. We call these types Convergent or Commutative Replicated Data Types (CRDTs). This paper formalises asynchronous object replication, either state based or operation based, and provides a sufficient condition appropriate for each case. It describes several useful CRDTs, including container data types supporting both \add and \remove operations with clean semantics, and more complex types such as graphs, montonic DAGs, and sequences. It discusses some properties needed to implement non-trivial CRDTs.
La cohérence à terme vise à assurer que les répliques d'un objet partagé modifiable convergent sans synchronisation à priori. Les approches antérieures du problème sont \emph{ad-hoc} et sujettes à erreur. Nous proposons une approche basée sur des principes formels\,: baser la conception des types de données sur des propriétés mathématiques simples, suffisantes pour garantir la cohérence à terme. Nous appelons ces types de données des CRDT (Convergent/Commutative Replicated Data Types). Ce papier fournit formalise la réplication asynchrone, qu'elle soit basée sur l'état ou sur les opérations, et fournit une condition suffisante adaptée à chacun de ces cas. Il décrit plusieurs CRDT utiles, dont des contenants permettant les opérations add et remove avec une sémantique propre, et des types de données plus complexes comme les graphes, les graphes acycliques monotones, et les séquences. Il contient une discussion de propriétés dont on a besoin pour mettre en œuvre des CRDT non triviaux.
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