संघर्ष-मुक्त प्रतिकृति डेटा प्रकार (सीआरडीटी) डेटा संरचनाओं का एक वर्ग है जो वितरित सिस्टम में निर्बाध सहयोग और डेटा सिंक्रनाइज़ेशन को सक्षम बनाता है, जिससे बिना किसी विरोध के सहयोगात्मक अपडेट की अनुमति मिलती है। सीआरडीटी को डेटा की कई प्रतिकृतियों में अंततः स्थिरता प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह सुनिश्चित करते हुए कि जब अपडेट स्वतंत्र रूप से होते हैं, तब भी सभी प्रतिकृतियां जटिल संघर्ष समाधान तंत्र की आवश्यकता के बिना एक ही स्थिति में एकत्रित होती हैं।

इस ब्लॉग पोस्ट में, हम विस्तार से जानेंगे कि सीआरडीटी क्या हैं, उनके उपयोग और प्रकारों का पता लगाएंगे, समझेंगे कि वे कैसे काम करते हैं, और सीखेंगे कि जावास्क्रिप्ट और शक्तिशाली वाईजेएस लाइब्रेरी पर ध्यान केंद्रित करते हुए उन्हें कैसे लागू किया जाए।

सीआरडीटी के मामलों का उपयोग करें

सीआरडीटी उन परिदृश्यों में विशेष रूप से उपयोगी होते हैं जहां वास्तविक समय सहयोग और ऑफ़लाइन समर्थन महत्वपूर्ण होते हैं:

1. सहयोगी पाठ संपादक: Google डॉक्स, नोशन और ईथरपैड वास्तविक समय संपादन के लिए सीआरडीटी जैसी संरचनाओं का उपयोग करते हैं।
2. सहयोगात्मक डिजाइन उपकरण: फिग्मा, एक लोकप्रिय वेब-आधारित डिजाइन उपकरण, डिजाइन परियोजनाओं पर वास्तविक समय सहयोग को सक्षम करने के लिए सीआरडीटी का उपयोग करता है। एकाधिक डिज़ाइनर एक ही फ़ाइल पर एक साथ काम कर सकते हैं, जिसमें परिवर्तन सभी उपयोगकर्ताओं के बीच निर्बाध रूप से समन्वयित होते हैं।
3. वितरित डेटाबेस: RxDB और Riak संघर्ष-मुक्त प्रतिकृति के लिए CRDT का उपयोग करते हैं।
4. मल्टीप्लेयर गेम्स: खिलाड़ियों के बीच लगातार खेल की स्थिति बनाए रखने के लिए।

सीआरडीटी के प्रकार

सीआरडीटी के दो मुख्य प्रकार हैं:

1. राज्य-आधारित सीआरडीटी: ये डेटा संरचना की संपूर्ण स्थिति को दोहराते हैं। विलय विभिन्न प्रतिकृतियों की स्थितियों की तुलना और मिलान करके किया जाता है।
2. ऑपरेशन-आधारित सीआरडीटी: ये डेटा संरचना पर किए गए ऑपरेशन को दोहराते हैं। विभिन्न प्रतिकृतियों से क्रमविनिमेय तरीके से संचालन लागू करके विलय किया जाता है।

सीआरडीटी कैसे काम करते हैं

सीआरडीटी (संघर्ष-मुक्त प्रतिकृति डेटा प्रकार) उन सिद्धांतों पर काम करते हैं जो डेटा की सभी प्रतिकृतियों में अंतिम स्थिरता सुनिश्चित करते हैं, तब भी जब अद्यतन समवर्ती रूप से किए जाते हैं या जब नेटवर्क विभाजन होता है। आइए यांत्रिकी के बारे में गहराई से जानें:

प्रमुख गुण

1. कम्यूटेटिविटी: यह संपत्ति सुनिश्चित करती है कि संचालन का क्रम अंतिम परिणाम को प्रभावित नहीं करता है। उदाहरण के लिए, एक काउंटर सीआरडीटी में, पहले 2 और फिर 3 बढ़ाने पर वही परिणाम मिलता है जो पहले 3 और फिर 2 बढ़ाने पर मिलता है।
2. सहयोगिता: इसका मतलब है कि संचालन का समूहन कोई मायने नहीं रखता। काउंटर उदाहरण का फिर से उपयोग करते हुए, (1 2) 3 1 (2 3) के समान है।
3. Idempotence: एक ही ऑपरेशन को कई बार लागू करने का प्रभाव एक बार लागू करने के समान ही होता है। वितरित सिस्टम में डुप्लिकेट संदेशों को संभालने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

युद्ध वियोजन

सीआरडीटी डिज़ाइन द्वारा स्वचालित रूप से विवादों का समाधान करते हैं:

• राज्य-आधारित सीआरडीटी (सीवीआरडीटी) के लिए, यह एक मर्ज फ़ंक्शन के माध्यम से हासिल किया जाता है जो दो प्रतिकृतियों की स्थिति को जोड़ता है। यह मर्ज फ़ंक्शन क्रमविनिमेय, सहयोगी और निष्क्रिय होना चाहिए।
• ऑपरेशन-आधारित सीआरडीटी (सीएमआरडीटी) के लिए, संचालन को क्रमविनिमेय बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह सुनिश्चित करते हुए कि उन्हें किसी भी क्रम में लागू करने से समान अंतिम स्थिति प्राप्त होती है।

तार्किक घड़ियाँ

कई सीआरडीटी कार्यान्वयन संचालन के कारण इतिहास को ट्रैक करने के लिए तार्किक घड़ियों (जैसे संस्करण वैक्टर या बिंदीदार संस्करण वैक्टर) का उपयोग करते हैं। यह समवर्ती संचालन के क्रम को निर्धारित करने और यह पहचानने में मदद करता है कि प्रतिकृति ने कौन से अपडेट पहले ही देख लिए हैं।

Yjs के साथ जावास्क्रिप्ट में CRDT का उपयोग करना

सीआरडीटी को शुरू से लागू करना जटिल हो सकता है। हालाँकि, ऐसे पुस्तकालय उपलब्ध हैं जो प्रक्रिया को सरल बनाते हैं। जावास्क्रिप्ट के लिए, सबसे लोकप्रिय CRDT लाइब्रेरीज़ में से एक Yjs है। यह एक उच्च-प्रदर्शन सीआरडीटी कार्यान्वयन है जो विभिन्न डेटा प्रकारों का समर्थन करता है। आइए Yjs का उपयोग करके एक सरल कार्य सूची एप्लिकेशन बनाएं, जो मेमोरी में एक ही दस्तावेज़ पर काम करने वाले कई उपयोगकर्ताओं का अनुकरण करता है।

यहां Yjs का उपयोग करके साझा कार्य सूची को कार्यान्वित करने का एक उदाहरण दिया गया है:

आइए बनाए गए ydocs का उपयोग करें:

इस उदाहरण में, हम एक ही टूडू सूची पर काम करने वाले दो उपयोगकर्ताओं को अनुकरण करने के लिए दो Yjs दस्तावेज़ (ydoc1 और ydoc2) बनाते हैं। प्रत्येक दस्तावेज़ में कार्य करने वालों के लिए अपना स्वयं का साझा मानचित्र होता है।

हम कार्यों को जोड़ने, अद्यतन करने और हटाने के लिए फ़ंक्शन को परिभाषित करते हैं, साथ ही दो दस्तावेज़ों के बीच स्थिति को मैन्युअल रूप से सिंक्रनाइज़ करने के लिए एक सिंकडॉक्स फ़ंक्शन भी परिभाषित करते हैं। यह अनुकरण करता है कि नेटवर्क वाले वातावरण में क्या होगा जहां ग्राहकों के बीच अपडेट का आदान-प्रदान किया जाता है।

निष्कर्ष

सीआरडीटी सहयोगात्मक, वितरित अनुप्रयोगों के निर्माण के लिए एक शक्तिशाली समाधान प्रदान करते हैं जो ऑनलाइन और ऑफलाइन निर्बाध रूप से काम कर सकते हैं। जबकि अंतर्निहित अवधारणाएँ जटिल हो सकती हैं, Yjs जैसी लाइब्रेरी डेवलपर्स के लिए अपने अनुप्रयोगों में CRDT की शक्ति का लाभ उठाना आसान बनाती हैं। जैसे-जैसे वितरित सिस्टम अधिक प्रचलित हो जाते हैं, सीआरडीटी को समझना और उपयोग करना डेवलपर्स के लिए एक तेजी से मूल्यवान कौशल बन जाएगा।

उपयोगी कड़ियां

1. Yjs
2. सीआरडीटी
3. टिपटैप - एक सहयोगी पाठ संपादक