了解分布式架构

Posted 2021-03-04 bbbbs

一. 分布式架构

1. 特点

分布式系统是一个硬件或软件组件分布在不同的网络计算机上，彼此之间仅仅通过消息传递进行通信和协调的系统；

分布性：组成分布式系统的所有计算机节点都是对等的；

并发性：系统中的多个节点同时操作一些共享的资源；

缺乏全局时钟：很难定义两个事件究竟谁先谁后；

故障总是会发生：组成系统的所有计算机，都有可能发生任何形式的故障；

2. 问题

通信异常：系统中各个节点间的网络通信可能会伴随着网络不可用的风险；

网络分区：只有部分节点之间能正常通信，另一些节点不能，俗称“脑裂”；

三态：成功，失败，超时；

节点故障：组成系统的节点出现宕机或僵死现象；

3. ACID

原子性Atomicity：事务必须是一个原子的操作序列单元；事务的各项操作在一次执行过程中，状态只有全部成功执行和全部不执行；

一致性Consistency：事务的执行不能碰坏数据库数据的完整性和一致性；一个事务在执行前后数据库都必须处于一致性状态；

隔离性Isolation：并发的事务是相互隔离的，一个事务的执行不能被其他事务干扰；

持久性Durablity：一个事务一旦提交，对数据库中对应数据的状态变更就应该是永久性的；

4. CAP定理

一个分布式系统不可能同时满足一致性Consistency，可用性Availablity和分区容错性Partition tolerance；最多同时满足两项；

5. BASE理论

基本可用Basically Available，软状态Soft state，最终一致性Eventually consistent；

二. 一致性协议

1. 2PC

Two-Phase Commit，二阶段提交，事务处理过程中保持原子性和一致性；

阶段一：提交事务请求；投票阶段，即各参与者投票表面是否要继续执行接下去的commit操作；

阶段二：执行事务提交；执行阶段，根据一阶段的结果执行提交操作或回滚操作；

优点：原理简单，实现方便；

缺点：

　　同步阻塞，各个参与者等待响应过程中，无法进行其他任何操作；

　　单点问题，如果协调者出现问题，整个流程无法运转；

　　数据不一致，部分参与者收到了commit请求，部分没有收到；

　　保守，没有完善的容错机制，任一节点的失败都会导致整个事务的失败；

2. 3PC

Three-Phase Commit，三阶段提交，CanCommit，PreCommit，do Commit；

优点：降低了参与者的阻塞范围，并且能够在出现单点故障后继续达成一致；

缺点：在参与者接收到preCommit消息后，如果协调者和参与者后续无法正常通信，参与者依然会提交事务，导致数据不一致；

3. Paxos算法

略；