CAP Theorem, বা Brewer's Theorem, একটি তত্ত্ব যা Distributed Databases বা ডিস্ট্রিবিউটেড ডাটাবেস সিস্টেমের ত্রুটির মধ্যে তিনটি মৌলিক বৈশিষ্ট্যের মধ্যে সমঝোতা বর্ণনা করে: Consistency, Availability, এবং Partition Tolerance। থিওরেমটি বলে যে, একটি ডিস্ট্রিবিউটেড সিস্টেম একই সময়ে সব তিনটি বৈশিষ্ট্য সম্পূর্ণরূপে অর্জন করতে পারে না। একটি সিস্টেম সর্বদা দুটি বৈশিষ্ট্য অর্জন করবে এবং তৃতীয়টি কমপ্রোমাইজ করতে হবে।

CAP Theorem এর তিনটি বৈশিষ্ট্য

1. Consistency (C):
   • সিস্টেমে সব নোডে একই সময়ে একই ডেটা উপস্থিত থাকে। অর্থাৎ, যখন একটি রাইট অপারেশন সম্পন্ন হয়, তখন সিস্টেমের সব নোডে একই ডেটা থাকবে এবং ব্যবহারকারীরা সর্বদা সর্বশেষ আপডেট হওয়া ডেটা দেখতে পাবেন।
   • উদাহরণ: যদি একটি ডকুমেন্ট আপডেট হয়, তবে সমস্ত নোডে সেই ডকুমেন্টের নতুন সংস্করণ উপস্থিত থাকবে।
2. Availability (A):
   • সিস্টেমে সর্বদা একটি নির্ভরযোগ্য রেসপন্স পাওয়া যায়। অর্থাৎ, সিস্টেমটি কখনই "না পাওয়া" বা "অপ্রাপ্য" হবে না। যখনই ব্যবহারকারী একটি রিকুয়েস্ট করবে, সিস্টেমটি একটি রেসপন্স প্রদান করবে, তবে তা সর্বদা সঠিক বা সর্বশেষ আপডেট হতে পারে না।
   • উদাহরণ: যদি একটি নোড ডাউন থাকে, অন্য নোডগুলি রেসপন্স প্রদান করবে, তবে সেখানে কিছু ডেটার আপডেট না থাকা হতে পারে।
3. Partition Tolerance (P):
   • সিস্টেমটি নেটওয়ার্ক বিভাজন (partition) সহ সহ্যযোগ্য। অর্থাৎ, যদি সিস্টেমের নোডগুলির মধ্যে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, তবে সিস্টেমটি এখনও চালু থাকবে এবং কাজ করতে থাকবে। নেটওয়ার্ক বিভাজন ঘটলেও, সিস্টেমের কিছু অংশ কাজ করতে সক্ষম হবে।
   • উদাহরণ: দুইটি নোডের মধ্যে যোগাযোগ বিচ্ছিন্ন হলে, তারা এখনও ডেটা প্রসেস করতে সক্ষম থাকবে, তবে সিঙ্ক্রোনাইজেশন বাধাগ্রস্ত হতে পারে।

CouchDB এবং CAP Theorem

CouchDB একটি ডিস্ট্রিবিউটেড ডকুমেন্ট-ভিত্তিক ডাটাবেস সিস্টেম, যা Partition Tolerance এবং Availability এর মধ্যে সমঝোতা করে এবং Consistency অর্জন করতে কিছুটা আপস করে। এটি Eventual Consistency মেনে চলে, যা CAP Theorem এর AP (Availability + Partition Tolerance) মডেলটির সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।

CouchDB-র মধ্যে CAP Theorem এর প্রভাব:

1. Partition Tolerance (P):
   • CouchDB Partition Tolerance সমর্থন করে। অর্থাৎ, যদি নেটওয়ার্ক বিভাজন ঘটে, তবে CouchDB এর সার্ভারগুলো একে অপরের থেকে বিচ্ছিন্ন হলেও কাজ করতে পারে। এটি এমন একটি সিস্টেম যেখানে বিভিন্ন সার্ভারের মধ্যে যোগাযোগ বিচ্ছিন্ন হলে, প্রত্যেকটি সার্ভার স্বাধীনভাবে ডেটা পরিচালনা করতে সক্ষম।
2. Availability (A):
   • CouchDB Availability নিশ্চিত করে, যার মানে হল যে যদি কোনও সার্ভার ডাউনও থাকে, তবে অন্য সার্ভারগুলি এখনও ডেটা রিট্রিভ বা আপডেট করতে সক্ষম হবে। এটি ডিস্ট্রিবিউটেড আর্কিটেকচারের মাধ্যমে high availability প্রদান করে।
3. Consistency (C):
   • CouchDB মূলত Eventual Consistency মেনে চলে, যা তার Consistency বৈশিষ্ট্যকে আপস করতে সাহায্য করে। যখন সার্ভারগুলির মধ্যে ডেটা সিঙ্ক্রোনাইজেশন হয় না, তখন কিছু সময়ের জন্য ডেটা অসম্পূর্ণ বা অনিয়মিত হতে পারে। তবে, CouchDB নিশ্চিত করে যে এক সময়ে সব সার্ভারে একই ডেটা থাকবে, তবে এটি কিছু সময় নেয়।

CouchDB এবং Eventual Consistency:

• CouchDB ডেটা eventual consistency মেনে চলে, অর্থাৎ, সিস্টেমের সমস্ত নোডে একযোগে ডেটা সিঙ্ক্রোনাইজ না হলেও, সময়ের সাথে সাথে সমস্ত নোডে সর্বশেষ ডেটা উপস্থিত হবে। এটি high availability নিশ্চিত করার জন্য partition tolerance এর সাথে সম্পর্কিত।
• CouchDB যখন একটি নেটওয়ার্ক বিভাজনের মধ্যে থাকে, তখন ব্যবহারকারী availability পেতে পারে, তবে সব নোডে ডেটা সিঙ্ক্রোনাইজড না থাকলে কিছু সময়ের জন্য consistency বজায় না রাখতে পারে।

CouchDB এর CAP Theorem এর সঙ্গে সম্পর্কিত মূল পয়েন্টসমূহ:

• CouchDB Availability এবং Partition Tolerance এর মধ্যে সমঝোতা করে, এবং Eventual Consistency মেনে চলে।
• CouchDB ব্যবহারকারীরা যখন ডেটাবেসে লিখিত বা পড়া অপারেশন করে, তখন তারা নিশ্চিত হতে পারেন যে সিস্টেমের প্রতিটি নোডে এক সময়ে একই ডেটা উপস্থিত নাও থাকতে পারে, তবে কিছু সময় পর এটি সিঙ্ক্রোনাইজ হয়ে যাবে।
• CouchDB এর Replication প্রক্রিয়া Eventual Consistency অর্জন করতে সহায়ক। অর্থাৎ, একটি ডকুমেন্ট যখন এক সার্ভারে পরিবর্তিত হয়, তখন এটি অন্য সার্ভারগুলোর সাথে ধীরে ধীরে সিঙ্ক্রোনাইজ হয়।

উপসংহার

CouchDB হল একটি AP (Availability + Partition Tolerance) সিস্টেম, যা Eventual Consistency নিশ্চিত করে। এটি CAP Theorem এর নিয়ম অনুসরণ করে, যেখানে Consistency কিছু সময়ের জন্য আপস করা হয় তবে সিস্টেমটি সব সময় Available এবং Partition-Tolerant থাকে। CouchDB এর এই আর্কিটেকচার ডিস্ট্রিবিউটেড অ্যাপ্লিকেশন এবং উচ্চ স্কেলেবিলিটির জন্য খুবই উপযোগী।