কোরাম রিড/রাইট

১ · N, W, R — কোরামের বেসিক সংজ্ঞা

L16-এ আমরা রেপ্লিকেশন দেখেছি — একটি ডেটা একাধিক নোডে কপি রাখা হয় availability ও read-scaling-এর জন্য। এখন প্রশ্ন হলো — একটি লেখা কতগুলো রেপ্লিকায় নিশ্চিত হওয়ার পরই সফল বলে ধরা হবে, এবং একটি পড়া কতগুলো রেপ্লিকা থেকে জিজ্ঞাসা করা হবে? QuorumQuorum (N, W, R)N = মোট রেপ্লিকার সংখ্যা, W = একটি write সফল হওয়ার আগে যত রেপ্লিকা acknowledge করতে হবে, R = একটি read-এর জন্য যত রেপ্লিকা জিজ্ঞাসা করা হবে — এই তিনটি সংখ্যা মিলিয়ে সিস্টেমের consistency/availability/latency ট্রেড-অফ ঠিক হয়। -ভিত্তিক সিস্টেমে এই দুটি সংখ্যা (W ও R) কনফিগারযোগ্য — এগুলোই ঠিক করে দেয় সিস্টেম কতটা কড়া বা শিথিল consistency মেনে চলবে।

২ · কোরাম কন্ডিশন — $R + W > N$

যদি $R + W > N$ হয়, তাহলে গণিতগতভাবেই প্রতিটি সেট (W-টি রেপ্লিকা যেখানে সর্বশেষ লেখা গেছে, এবং R-টি রেপ্লিকা যা পড়া হবে) অন্তত একটি কমন রেপ্লিকা শেয়ার করতে বাধ্য — নাহলে তাদের যোগফল N-এর বেশি হতে পারত না অথচ তারা N-টি স্লটে বিচ্ছিন্নভাবে বসতে চেষ্টা করছে। এটি ঠিক discrete-math কোর্সের pigeonhole principlePigeonhole Principleযদি n+1টি বস্তু n-টি বাক্সে রাখা হয়, অন্তত একটি বাক্সে একাধিক বস্তু পড়বেই — এখানে "বাক্স" হলো রেপ্লিকা, আর দুটি "গ্রুপ" (write-সেট ও read-সেট) একসাথে N-এর বেশি রেপ্লিকা কভার করলে তারা কোথাও না কোথাও ওভারল্যাপ করতে বাধ্য। -এর সরাসরি প্রয়োগ — দুটি গ্রুপ একসাথে উপলব্ধ স্লটের চেয়ে বেশি জায়গা দাবি করলে তাদের ওভারল্যাপ করতেই হবে।

৩ · ট্রেড-অফ — বিভিন্ন W, R কনফিগারেশন

৪ · Python দিয়ে যাচাই করা

নিচের কোডে N=3 রেপ্লিকা সিমুলেট করা হয়েছে, প্রতিটি লেখায় একটি ইনক্রিমেন্টিং ভার্সন কাউন্টার যুক্ত। প্রথমে W=2,R=2 দিয়ে একাধিক লেখা ও পড়া চালিয়ে দেখানো হয়েছে read সবসময় সর্বশেষ মান পায় (এমনকি read-সেট প্রতিবার ভিন্ন হলেও) — তারপর W=1,R=1 দিয়ে একটি সুনির্দিষ্ট (deterministic) দৃশ্য বানানো হয়েছে, যেখানে read ইচ্ছাকৃতভাবে সর্বশেষ লেখা স্পর্শ না করা রেপ্লিকাতেই যায়, ফলে stale মান পাওয়া যায়।

version_counter = 0

def write(replicas, key, value, replica_ids):
    global version_counter
    version_counter += 1
    for r in replica_ids:
        replicas[r][key] = (value, version_counter)
    return version_counter

def read(replicas, key, replica_ids):
    candidates = [replicas[r][key] for r in replica_ids if key in replicas[r]]
    if not candidates:
        return None
    # সর্বোচ্চ ভার্সনের মানটিই সর্বশেষ লেখা
    return max(candidates, key=lambda pair: pair[1])


print("=== W=2, R=2  (R+W=4 > N=3) ===")
replicas = [{} for _ in range(3)]
version_counter = 0
write_sets = [[0, 1], [1, 2], [0, 2], [0, 1], [1, 2]]
read_sets  = [[0, 2], [0, 1], [1, 2], [0, 2], [0, 1]]

all_matched = True
for i, (ws, rs) in enumerate(zip(write_sets, read_sets), start=1):
    latest_value = f"v{i}"
    ver = write(replicas, "x", latest_value, ws)
    value, seen_ver = read(replicas, "x", rs)
    matched = (value == latest_value)
    all_matched = all_matched and matched
    print(f"write#{i} -> {latest_value} (replicas {ws}, ver {ver}) | "
          f"read (replicas {rs}) -> {value} (ver {seen_ver}) | latest মিলছে: {matched}")

print("সব read সর্বশেষ মান পেয়েছে:", all_matched)

print()
print("=== W=1, R=1  (R+W=2 <= N=3) ===")
replicas = [{} for _ in range(3)]
version_counter = 0
write_sets2 = [[0], [1], [2]]
read_sets2  = [[0], [0], [0]]   # read ইচ্ছাকৃতভাবে সবসময় replica 0

for i, (ws, rs) in enumerate(zip(write_sets2, read_sets2), start=1):
    latest_value = f"v{i}"
    ver = write(replicas, "x", latest_value, ws)
    value, seen_ver = read(replicas, "x", rs)
    matched = (value == latest_value)
    print(f"write#{i} -> {latest_value} (replica {ws}, ver {ver}) | "
          f"read (replica {rs}) -> {value} (ver {seen_ver}) | latest মিলছে: {matched}")