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概念#xff1a;分布式系统是由多个通过网络连接的节点组成的系统#xff0c;这些节点分布在不同的地理位置或计算机上#xff0c;它们相互协作#xff0c;共同完成一个或多个任务#xff0c;对用户或外部系统而言#xff0c;就好像是一个单一的、统一的系统…分布式系统
概念分布式系统是由多个通过网络连接的节点组成的系统这些节点分布在不同的地理位置或计算机上它们相互协作共同完成一个或多个任务对用户或外部系统而言就好像是一个单一的、统一的系统。核心特性 分布性系统的组件分布在多个节点上数据也可能分散存储在不同的地方。例如一个大型电商系统的用户数据可能存储在一组数据库服务器上而商品数据存储在另一组服务器上。并发性多个节点可以同时处理不同的任务或请求实现并行计算和处理。比如在处理大规模数据的分析任务时不同节点可以同时对不同的数据子集进行分析然后将结果汇总。透明性分布式系统对用户和应用程序隐藏了其内部的分布式细节包括节点的分布、数据的复制和迁移等。用户和应用程序就像使用单机系统一样使用分布式系统无需关心底层的复杂性。 优势 高可扩展性能够通过添加更多的节点来应对不断增长的业务负载。无论是处理能力、存储容量还是网络带宽都可以随着业务的发展而灵活扩展。例如当社交媒体平台的用户数量急剧增加时可以轻松添加服务器来处理更多的用户请求和存储更多的数据。高可用性由于系统中的数据和服务通常有多个副本分布在不同节点上当某个节点出现故障时其他节点可以接替其工作保证系统的持续运行。这对于关键任务系统如金融交易系统、航空交通管制系统等至关重要可以避免因单点故障而导致的系统瘫痪。资源共享与整合可以将不同节点上的资源如计算能力、存储、网络等进行整合和共享提高资源的利用率。例如某些节点在某个时间段内计算资源闲置就可以被其他需要处理大量计算任务的节点所利用。 挑战 网络延迟和可靠性节点之间通过网络进行通信网络延迟可能会影响系统的性能而且网络故障可能导致节点之间的通信中断影响系统的正常运行。例如在分布式数据库中节点之间的数据同步可能会因为网络延迟而出现延迟或数据不一致的情况。数据一致性在分布式环境下数据可能分布在多个节点上保证数据在不同节点之间的一致性是一个复杂的问题。例如在多个节点同时对同一数据进行更新时需要通过合适的分布式一致性算法来确保数据的最终一致性。系统复杂性分布式系统的设计、开发、部署和维护都比单机系统复杂得多。需要考虑节点的故障处理、数据的分布和复制、任务的调度等多个方面增加了开发和运维的难度。
微服务架构
概念微服务架构是一种将大型单体应用程序拆分成多个小型、自治的服务的架构风格每个服务都围绕着一个特定的业务功能或业务领域进行构建这些服务可以独立开发、测试、部署和扩展并通过轻量级的通信机制进行交互。核心特性 服务自治每个微服务都有自己独立的运行进程、数据库可以是共享数据库但推荐独立数据库和资源能够独立地进行部署和升级不会因为其他服务的变化而受到影响。例如一个电商系统中的订单服务可以独立于用户服务和商品服务进行升级和扩展只要其对外的接口保持不变就不会影响到其他服务与它的交互。轻量级通信微服务之间通过轻量级的通信协议进行交互如 RESTful API、gRPC 等。这种通信方式简单、灵活能够方便地实现不同服务之间的协作。例如当用户下单时订单服务可以通过 RESTful API 调用库存服务来检查商品库存并调用支付服务来处理支付流程。业务功能单一每个微服务只负责一项特定的业务功能具有明确的业务边界。例如在一个社交媒体应用中可能有用户管理微服务、内容发布微服务、评论微服务等每个微服务都专注于自己的业务领域使得系统的功能更加清晰易于理解和维护。 优势 敏捷开发与部署各个微服务可以由不同的团队独立开发和部署提高了开发效率能够更快地响应业务需求的变化。例如当需要添加一个新的业务功能时只需要在相应的微服务中进行开发和部署而不需要对整个系统进行大规模的修改和部署。技术多样性允许不同的微服务根据其具体的业务需求和特点选择最合适的技术栈。例如对于处理实时数据的微服务可以选择使用流计算框架对于存储大量非结构化数据的微服务可以选择使用 NoSQL 数据库。这样可以充分发挥各种技术的优势提高系统的整体性能。可扩展性可以根据不同微服务的负载情况进行独立的扩展。例如在电商促销活动期间订单服务和支付服务的负载可能会大幅增加可以对这两个服务进行单独的扩展而不需要扩展其他无关的服务从而提高了资源的利用效率。 挑战 运维复杂性由于微服务数量众多运维的复杂性大大增加。需要管理多个服务的生命周期、监控其运行状态、处理服务之间的依赖关系等。例如需要使用容器编排工具如 Kubernetes来管理微服务的部署和运行使用分布式监控工具来监控各个微服务的性能和健康状况。分布式事务处理当一个业务操作涉及多个微服务之间的数据交互时保证数据的一致性可能会变得困难需要使用分布式事务处理机制或补偿机制来解决。例如在一个跨多个微服务的订单创建流程中需要确保订单数据、库存数据和支付数据在不同微服务之间的一致性。服务治理需要建立完善的服务治理体系包括服务发现、负载均衡、熔断机制、限流等以保证微服务之间的可靠通信和系统的稳定性。例如当某个微服务出现故障或性能下降时需要通过熔断机制及时切断对该服务的调用防止故障扩散并通过负载均衡将请求分发到其他健康的服务实例上。
