如何做到高可用呢？方法很简单，那就是冗余。通俗地讲，就是双保险机制。背后的理论基础是概率论。假设某个服务器的可用性是 99%（故障率 1%），那么两个服务器的可用性就是 1-0.01×0.01=99.99%。可以看到，冗余对可用性的提升是指数级的。再冗余一个服务器，可用性就达到 6 个 9 了。
2.5.2 节讲过 CAP 理论，即 CAP 三者不可兼得， 提高其中任意两者的同时，必然要牺牲第三者。（推荐阅读文章《分布式系统缘起及理论》）。CAP 理论如图 6-1 所示。
用冗余提升可用性，本质上是在追求 AP。冗余越多，解决 C 的成本就越高。其中最大的成本是时间成本，时间成本在技术上不可接受的。程序员提起高可用系统，经常会再加一个词“高并发”。高并发就体现了技术对时间的追求。正是这些不可兼得的矛盾，才让架构师在面对不同业务场景时，需要做不同的技术取舍。
冗余的架构设计有三种模式：双主（Master & Master）、主备（Master & Co-Master）和主从（Master & Slave）。冗余架构如图 6-2 所示。
双主架构模式中，两台服务器是平等关系，同时对外提供读写服务，客户端任选一台即可。双主架构模式是可用性最好的，但是这种架构的一致性处理比较困难，需要两台服务器进行双向数据同步。一旦它们之间的通信断开，就形成了网络分区，这种分区会带来脑裂（brain-split）问题，并且系统对此无解， 必须人工介入。所以在架构设计时极少选择双主架构模式。
主备架构模式中，两台服务器不再是平等关系。主服务器承担所有的读写请求，备服务器只有在主服务器不可用时才取而代之。主备服务器之间虽然也存在两个方向的数据同步，但跟双主模式不同，它们不会同时发生。正常情况下只存在主服务器向备服务器同步数据。主服务器不可用的时间段内，数据会写到备服务器。当主服务器恢复后，才需要由备服务器向主服务器同步数据。
在此期间，会双写数据到主备服务器，防止主服务器同时再向备服务器同步数据。主备服务器比较容易实现，缺点是备服务器在绝大部分时间是一种资源浪费。一般数据库系统在部署时会考虑主备架构。
主从架构模式其实不是主要解决高可用问题的，更多地是为了实现读写分离，来解决高并发问题。实际场景中通常不是一主一备，而是一主多备架构， 因为大部分应用都是读多写少。主服务器处理写请求，备服务器处理读请求。由于存在多备，读服务的可用性远高于写服务。另外，写服务会存在单点故障。这个问题可以通过集群动态选主来解决：当主节点不可用时，集群自动选出一台新的主服务器。
