分布式系统介绍

淡淡的烟草味﹌ 2022-06-10 14:37 273阅读 0赞

首先在这里帮之前的同事大牛宣传他的博客文章。

经常和一些业内的朋友讨论分布式系统，发现每个人对分布式系统的理解都不太一样，这里说一下我个人对分布式系统的一些理解和看法。

百度百科上，对于分布式系统是这样描述的：

分布式系统（distributed system）是建立在网络之上的软件系统。正是因为软件的特性，所以分布式系统具有高度的内聚性和透明性。因此，网络和分布式系统之间的区别更多的在于高层软件（特别是操作系统），而不是硬件。内聚性是指每一个数据库分布节点高度自治，有本地的数据库管理系统。透明性是指每一个数据库分布节点对用户的应用来说都是透明的，看不出是本地还是远程。在分布式数据库系统中，用户感觉不到数据是分布的，即用户不须知道关系是否分割、有无副本、数据存于哪个站点以及事务在哪个站点上执行等。

是不是感觉说了等于没说，看了还是不知道什么是分布式系统？

和分布式同时提到最多的另一个概念就是集群，那分布式和集群到底有什么区别呢？

分布式和集群的区别

开始划重点：

分布式指的是同一个业务功能拆分成不同的子功能，并且这些子功能被分配到不同的子系统上执行。

集群指的是把同一个业务功能分散到不用的服务器上执行，但是每台服务器执行的功能是相同的。

举个栗子：

作为一个程序员你天天加班，哪有时间做家务，家里太乱怎么办？请个阿姨来打扫卫生、洗衣服、做饭；好吧，这就是一个集中式系统。

天天加班的你升职加薪了，买了150平的大房子，家里大了，一个阿姨每天打算的时间明显变长，你没有这么多时间盯着阿姨打扫了，怎么办？那就请两个阿姨来打扫卫生、洗衣服、做饭，但是每个阿姨做的是同样的事；好吧，这就是一个集群。

天天加班的你出任CTO，走上人生巅峰了，又换了500平的豪宅，两个阿姨也需要很长的时间来做家务，你空余的时间更少了，怎么办？那就请个阿姨专门打扫卫生，请个阿姨专门洗衣服，请个阿姨专门负责做饭，这样打扫卫生、洗衣服、做饭可以并行，时间节约了；好吧，这就是一个分布式系统。

天天加班的你终于被“马爸爸”认做干儿子了，住上了2000平大大大豪宅，一个阿姨专门打扫卫生，一个阿姨专门洗衣服，一个阿姨专门负责做饭也跟不上节奏了，怎么办？那就只能请N个阿姨专门打扫卫生，N个阿姨专门洗衣服，N个阿姨专门负责做饭；好吧，这是一个分布式集群系统。

如何开始一个分布式系统

前面说了什么是分布式系统，这么高大上的名词，让人一听就觉得“逼格满分”，那怎么开始一个分布式系统呢？也许有人会问，我们目前的项目是一个集中式系统，怎么才能把他变成分布式系统呢？

其实很简单，只需要3步就可以完成，没错，和把大象放进冰箱里一样。

1.把你的整一个系统（不管有多复杂）拆分成若干个功能模块，每个功能模块复杂干一种或几种事。

2.把你拆分的若干个功能模块分别部署到不同的服务器上。

3.确定每个功能模块之间交互的协议。

完成上述3步，一个集中式系统改造成简单分布式系统的工作就完成了，你没看错，就是这么简单！

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这里有一个误区，分布式系统是不是只能完成并行任务？

答案当然是否定的，很多人经常把分布式系统和分布式计算混淆起来，还是举把大象放进冰箱的栗子吧：

把大象放进冰箱有三个步骤

1.打开冰箱门

2.把大象放进去

3.关上冰箱门

很明显，这三步是不能并行的，但我们同样可以搭建一个分布式系统来实现，将“打开冰箱门”这个功能单独部署到一台服务器，将“把大象放进去”这个功能单独部署到一台服务器，将“关上冰箱门”单独部署到一台服务器，创建一个“操作人”的协议来协调3个功能模块，这样就是一个分布式系统。

当然，我们在构建分布式系统时，还是应该尽可能的往并行任务的方向努力，做到用户的请求能在最短时间能获得响应。

分布式系统的本质

分布式系统的本质就是一个“切分-连接”的过程。

构建一个分布式系统最重要的就是两点核心逻辑。

1.如何切分业务模块？业务模块切分颗粒度需要多大，需要通过实际业务需求、实际项目的复杂度、成本分析等要素来作为设计依据。

2.如何选择通讯协议？通讯协议是分布式系统中一个重要的组件，通讯协议的选择影响到整个分布式系统的性能、可用性、以及维护成本等方面，幸好目前有很多成熟的通讯协议供我们选择，如：hessian，rmi，http等。

为什么我们要使用分布式系统

也许有人会问：为什么我们要使用分布式系统，喝集中式系统相比，增加了工作量，增加了故障节点，增加了维护成本。

我理解分布式系统能给我们提供帮助的地方主要有：

1. 传统集中式系统只要有任何一个模块的任何一个功能出现问题，就可能导致整个服务不可用。而分布式系统恰恰可以完美解决这个问题，做到某个功能模块不可用，不会影响其他的功能模块提供服务。

还是上面阿姨的栗子：

在集中式阿姨系统里，某个阿姨今天生病请假，势必影响到打扫卫生、洗衣服、做饭，所有的流程都会停滞。但是在分布式阿姨系统里，打扫卫生的阿姨请假，不会影响到洗衣服和做饭阿姨的工作。

2. 大部分系统都存在各个功能模块负载不均衡的情况，某些模块并发压抑大，某些模块无人问津，为了解决个别模块的负载压力，横向扩展会造成大量的资源浪费。而分布式系统可以将所有的资源合理的利用，对于压力大的模块提高服务器配置或者资源倾斜，对于压力小的模块进行资源收缩。

又是阿姨的栗子：

在集中式阿姨系统里，今天家里来了客人，做饭的压力突然增大，你只能再请个阿姨来做饭，但是打扫卫生和洗衣服的工作量并没有增加， 所以新请的阿姨的部分工资浪费了。但是在分布式阿姨系统里，你只需要再请一个专门负责做饭的阿姨就行了。

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其实设计一个分布式系统远远没有上述说的那么简单，还有很多细节的方面需要我们去考虑，如：

子模块间通讯的安全性保证；

数据的一致性保证；

系统整体的扩展性；

子模块间的事务如何保证；

这些我会在后续为大家一一介绍，请关注我的公众号！

[同事的博客地址。][Link 1]

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[Link 1]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIxMzk2OTE2Ng==&mid=2247483654&idx=1&sn=181a305aad4d31d6b40d68a0552d9d7e&chksm=97aff167a0d878711819487fc557150e4aef77ac3da6f3573d60a46b2ef37edebe08d1403078&scene=21##