As services grow and receive more traffic, data resilience through replication becomes increasingly important. Modern large-scale Internet services such as Facebook, Google and Twitter serve millions of users concurrently. Replication is a vital component of distributed systems. Eventual consistency and Conflict-Free Replicated Data Types (CRDTs) are suggested as an alternative to strong consistency systems. This thesis implements and evaluates Snapple, a distributed, fault-tolerant, in-memory key-value database based on CRDTs running on the Java Virtual Machine. Snapple supports two kinds of CRDTs, an optimized implementation of the OR-Set and version vectors. Performance measurements show that the Snapple system is significantly faster than Riak, a persistent database based on CRDTs, but has a factor 5x - 2.5x lower throughput than Redis, a popular in-memory key-value database written in C. Snapple is a prototype-implementation but might be a viable alternative to Redis if the user wants the consistency guarantees CRDTs provide. / När internet-baserade tjänster växer och får mer trafik blir data replikering allt viktigare. Moderna storskaliga internet-baserade tjänster såsom Facebook, Google och Twitter hanterar miljoner av förfrågningar från användare samtidigt. Datareplikering är en vital komponent av distribuerade system. Eventuell synkronisering och Konfliktfria Replikerade Datatyper (CRDTs) är föreslagna som alternativ till direkt synkronisering. Denna uppsats implementerar och evaluerar Snapple, en distribuerad feltolerant nyckelvärdesdatabas i RAM-minnet baserad på CRDTs och som exekverar på Javas virtuella maskin. Snapple stödjer två sorters CRDTs, den optimerade implementationen av observera-ta-bort setet och versionsvektorer. Prestanda-mätningar visar att Snapple-systemet är mycket snabbare än Riak, en persistent databas baserad på CRDTs. Snapple visar sig ha 5x - 2.5x lägre genomströmning än Redis, en popular i-minnet nyckel-värdes databas skriven i C. Snapple är en prototyp men CRDT-stödda system kan vara ett värdigt alternativ till Redis om användaren vill ta del av synkroniseringsgarantierna som CRDTs tillhandahåller.

Mobile applications often must synchronize their local state with a backend to maintain an up-to-date view of the application state. Nevertheless, in some cases, the application’s ability to work offline or with poor network connectivity may be more significant than guaranteeing strong consistency. We present a method to structure the application state in a portable way using the Redux pattern and the properties of strongly typed languages. This method allows employing Conflict-free Replicated Data Types to create a custom converging state: this way, each replica can edit its local state autonomously and merge conflicts with other replicas when possible. Furthermore, we propose to keep a server as the communication channel and analyze how this architecture impacts design choices and optimizations related to CRDTs. Finally, we evaluate our method on a note-taking application using a few well-known CRDT designs and quantitatively justify our design choices. / Mobilapplikationer måste ofta synkronisera lokala tillstånd med backend för att upprätthålla en uppdaterad vy av applikationstillstånd. I vissa fall kan dock applikationens förmåga att arbeta offline eller med dålig nätverksanslutning vara viktigare än att garantera strong consistency. Vi presenterar en metod för att strukturera applikationstillståndet på ett portabelt sätt med hjälp av Redux-mönstret och egenskaperna hos starkt typade språk. Den här metoden gör det möjligt att använda Conflict-free Replicated Data Types för att skapa ett anpassat konvergerande tillstånd: på så sätt kan varje replik redigera sin lokala status självständigt och slå samman konflikter med andra repliker när det är möjligt. Dessutom föreslår vi att behålla en server som kommunikationskanal och analysera hur denna arkitektur påverkar designval och optimeringar relaterade till CRDT. Slutligen utvärderar vi vår metod på en anteckningsapplikation med några välkända CRDT-designer och motiverar kvantitativt våra designval. / Le applicazioni mobile spesso devono sincronizzare il loro stato locale con il back-end per mantenere una visione aggiornata dello stato dell’applicazione. Tuttavia, in alcuni casi, la capacità dell’applicazione di funzionare offline o con una scarsa connettività può essere più importante del garantire la “strong consistency”. In questa tesi presentiamo un metodo per strutturare lo stato di un’applicazione in modo portabile utilizzando il pattern Redux e le proprietà dei linguaggi fortemente tipizzati. Questo metodo consente di utilizzare i Conflict-free Replicated Data Types per creare uno stato convergente ad hoc: in questo modo, ogni replica può modificare il proprio stato locale in modo autonomo e risolvere i conflitti con le altre repliche quando possibile. Inoltre, proponiamo di mantenere un server come canale di comunicazione e di analizzare come questa architettura influisca sulle scelte progettuali e sulle ottimizzazioni relative ai CRDT. Infine, valutiamo il nostro metodo su un’applicazione per prendere appunti utilizzando alcuni CRDT noti e giustifichiamo quantitativamente le nostre scelte di progettazione.