分布式系统概要和用到的技术

分布式几个常用概念

1. 分布式和集群
分布式和集群在通常情况下不做严格区分,正如同并发和并行一样,应用情况下很少会去考究它的区别,许多大公司面试也直接问分布式集群怎样怎样,一般都拿等同来讲了。在这里只在概念上做一下区别,使大家更合理的去理解,没有对错之分。
分布式:一个电商系统,用户模块部署在server1, 订单模块部署在server2, 促销模块部署在server3, 商品模块部署在server4,他们之间通过远程rpc实现服务调用,这就叫分布式。强调的是不同功能模块,单独部署在不同的server上,所有server加起来是一个完整的系统。

集群:更多强调的是灾备,一个电商系统,完整的部署在server1上一个,完成的部署在server2上一个,server1宕机后,server2仍然可以正常提供请求服务,这叫集群。同样对于某一功能模块,比如用户模块部署在server1上,同样部署在server2上,也叫做集群。分布式系统的每个功能模块节点,都可以用多机做成集群。

抽象问题具体化:拿做菜示例,假如一个厨师做菜要经历切菜,炒菜两个功能,饭店为了提高速度招了两个厨师,每个厨师的工作一样,都是切菜,炒菜,这是集群。还有另一种方法提高效率,饭店招了一个切菜师傅,配合厨师,厨师不管切菜,只管炒菜了,和切菜师傅共同配合把菜做好,这叫分布式。


2. nginx
作用是反向代理和负载均衡。
反向代理是指请求真实是到server1的,但是系统中为了统一或者做比如单点登录,会在server2服务器上安装一个nginx,里面配置到server1的反向代理,那么之后请求url就可以写server2的地址,发出后到server2, server2会转发到server1上,类似一种代理的模式。

负载均衡是指如果一个系统的请求很多,我们可以把请求转发到不同的服务器上,用来分流。就类似于接了一个水管放水,水流量很大时候,水压大很可能会让一个水管爆炸,这时候接三个水管,就没问题了(这三个水管就是一个集群)。类似的在nginx服务器中配了3个tomcat服务器,每个tomcat服务器上都部署了整个系统,那么当请求数大的时候,可以分发到不同的tomcat。(其实这里每个tomcat上部署同一个功能模块也叫集群)


3. rpc(远程过程调用)
对于分布式系统来讲,tomcat1上部署了用户模块,tomcat2上部署了订单模块,当用户下单时,请求到tomcat2,这时候可能要判断这个用户是否是vip,或者是否有优惠券,这些方法是在tomcat1用户模块上的,那么tomcat2调用tomcat1的服务获取这些信息,就叫rpc调用。
常见的rpc框架:轻量级的hessian, 阿里dubbo(当当dubbox), 新浪Motan, apache的Thrift,google的grpc, 百度的brpc, 腾讯的tars。
rpc调用底层涉及到对象的序列化,反序列化,http/tcp传输,网络异步传输netty。


4. 消息中间件
mq消息中间件在分布式系统中的作用有很多,但是经常用到的还是异步解耦。
比如天猫下单流程,当用户支付后,后台接口执行的操作可能包括:1 验签,2 支付密码校验,3 扣库存,4 用户积分增加等等操作,其实我们希望的是2操作执行成功后立即给用户结果提示,而不是等到后续各个操作完成后才去提示,因为后续的操作往往大部分是rpc调用,方法执行时间相对较长。另外对于下单支付这个操作,3和4是后续业务的需要,在设计上不能和下单支付本身出现强耦合度。所以这里我们可以引入mq解决,也就是说1和2执行完成后,生产者只需要通知下3和4,把后续的操作扔给消息队列,立即返回。这里的mq起到的作用一个是异步调用,一个是解耦。

5. NoSQL
NoSQL是所有非关系型数据库的统称,在分布式系统中用到很多,主要用来提高QPS(query per second)。
redis: 我们讲缓存,或者内存数据库,小巧强大,什么数据适合放在redis也就是缓存中,一个是经常查询的,需要频繁磁盘io的,例如有个快件系统,有个需求是当快件状态为异常时候,需要发送邮件提醒给系统管理员。接口入参是快件id,通常做法我们需要拿到id,去数据库查状态,然后发送,但是快件基数很大时候每天的问题件也可能会很多,接口调用频繁时候就需要改进做法,这时我们可以把快件状态信息放在redis里面,key是快件id, value是快进状态,每次进入接口时候直接redis里面取status就可以,速度很快。另一个是查询数据缓慢的,可以放在缓存中。
mongoDB: 可称为分布式文件数据库,可用来存储海量数据,它是NoSQL里面最像关系型数据库的,它的数据的存储形式可以就理解为json格式。

用到的一些技术概念

  • 负载均衡:

Nginx:高性能、高并发的web服务器;功能包括负载均衡、反向代理、静态内容缓存、访问控制;工作在应用层
LVS: Linux virtual server,基于集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器;工作在网络层

  • webserver:

Java:Tomcat,Apache,Jboss
Python:gunicorn、uwsgi、twisted、webpy、tornado

service:  
SOA、微服务、spring boot,django

  • 容器:

docker,kubernetes

  • cache:

memcache、redis等

  • 协调中心:

zookeeper、etcd等
zookeeper使用了Paxos协议Paxos是强一致性,高可用的去中心化分布式。zookeeper的使用场景非常广泛,之后细讲。

  • rpc框架:

grpc、dubbo、brpc
dubbo是阿里开源的Java语言开发的高性能RPC框架,在阿里系的诸多架构中,都使用了dubbo + spring boot

  • 消息队列:

kafka、rabbitMQ、rocketMQ、QSP
消息队列的应用场景:异步处理、应用解耦、流量削锋和消息通讯

  • 实时数据平台:

storm、akka

  • 离线数据平台:

hadoop、spark
PS: apark、akka、kafka都是scala语言写的,看到这个语言还是很牛逼的

  • dbproxy:

cobar也是阿里开源的,在阿里系中使用也非常广泛,是关系型数据库的sharding + replica 代理

  • db:

mysql、oracle、MongoDB、HBase

  • 搜索:

elasticsearch、solr

  • 日志:

rsyslog、elk、flume

参考:

https://blog.csdn.net/u012491783/article/details/79489221

https://www.cnblogs.com/xybaby/p/7787034.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/kxm87/p/9840480.html