一：分布式

????????分布式是一種架構(gòu)模式，是將公有模塊進(jìn)行提取，構(gòu)建成單獨(dú)的模塊，部署在不同服務(wù)器上進(jìn)行調(diào)用。分布式系統(tǒng)一定是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的系統(tǒng)(這些節(jié)點(diǎn)一般不是孤立的，而是互通的);節(jié)點(diǎn)之間相互的操作會(huì)有協(xié)同。

特點(diǎn)：

??????? 1.增大系統(tǒng)容量

??????? 2.加強(qiáng)系統(tǒng)可用

??????? 3.系統(tǒng)模塊重用度高

??????? 4.模塊被拆分，開(kāi)發(fā)和發(fā)布速度可以并行而變得更快

??????? 5.系統(tǒng)擴(kuò)展性更高

類型：

??????? 1.分布式處理，但只有一個(gè)總數(shù)據(jù)庫(kù)，沒(méi)有局部數(shù)據(jù)庫(kù)

??????? 2.分層式處理，每一層都有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)

??????? 3.充分分散的分布式網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有中央控制部分，各節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系方式又可以有多種

二、分布式理論

CAP理論

????????CAP理論：又稱為布魯爾定理；CAP是一致性、可用性、分區(qū)容錯(cuò)性的首字母組合；CAP定理指出對(duì)于一個(gè)分布式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)需滿足以下三點(diǎn)中的兩點(diǎn)（分區(qū)容錯(cuò)性一定要滿足，一致性和可用性二選一）：

????????一致性：所有節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)同一份最新的數(shù)據(jù)副本

????????可用性：非故障的節(jié)點(diǎn)在合理的時(shí)間內(nèi)返回合理的響應(yīng)

????????分區(qū)容錯(cuò)性：分布式系統(tǒng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的時(shí)候，仍然能夠?qū)ν馓峁┓?wù)

網(wǎng)絡(luò)分區(qū)：分布式系統(tǒng)中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)之前的網(wǎng)絡(luò)本來(lái)是連通的，但是因?yàn)槟承┕收希ū热绮糠止?jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)出了問(wèn)題）某些節(jié)點(diǎn)之間不連通了，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就分成了幾塊區(qū)域。

總結(jié)：

??????? 1.在系統(tǒng)發(fā)生“分區(qū)”的情況下，CAP 理論只能滿足 CP 或者 AP。要注意的是，這里的前提是系統(tǒng)發(fā)生了“分區(qū)”

??????? 2.如果系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生“分區(qū)”的話，節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)連接通信正常的話，也就不存在 P 了。這個(gè)時(shí)候，我們就可以同時(shí)保證 C 和 A 了

??????? 3.如果系統(tǒng)發(fā)生“分區(qū)”，我們要考慮選擇 CP 還是 AP。如果系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生“分區(qū)”的話，我們要思考如何保證 CA

BASE理論

??????? BASE：基本可用、軟狀態(tài)、最終一致性的縮寫；BASE理論是對(duì)CAP中的一致性C和可用性A權(quán)衡的結(jié)果是基于 CAP 定理逐步演化而來(lái)的，它大大降低了我們對(duì)系統(tǒng)的要求。

????????核心思想：即使無(wú)法做到強(qiáng)一致性，但每個(gè)應(yīng)用都可以根據(jù)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)使系統(tǒng)達(dá)到強(qiáng)一致性（也就是犧牲數(shù)據(jù)的一致性來(lái)滿足系統(tǒng)的高可用性，系統(tǒng)中一部分?jǐn)?shù)據(jù)不可用或者不一致時(shí)，仍需要保持系統(tǒng)整體“主要可用”）。

??????? 基本可用：指分布式系統(tǒng)在出現(xiàn)不可預(yù)知故障的時(shí)候，允許損失部分可用性。但是，這絕不等價(jià)于系統(tǒng)不可用。（響應(yīng)時(shí)間上的損失、系統(tǒng)功能上的損失）

??????? 軟狀態(tài)：軟狀態(tài)指允許系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存在中間狀態(tài)（CAP 理論中的數(shù)據(jù)不一致），并認(rèn)為該中間狀態(tài)的存在不會(huì)影響系統(tǒng)的整體可用性，即允許系統(tǒng)在不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)副本之間進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的過(guò)程存在延時(shí)。

??????? 最終一致性：系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的同步后，最終能夠達(dá)到一個(gè)一致的狀態(tài)。因此，最終一致性的本質(zhì)是需要系統(tǒng)保證最終數(shù)據(jù)能夠達(dá)到一致，而不需要實(shí)時(shí)保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性。

分布式一致性：

????????強(qiáng)一致性 ：系統(tǒng)寫入了什么，讀出來(lái)的就是什么

????????弱一致性 ：不一定可以讀取到最新寫入的值，也不保證多少時(shí)間之后讀取到的數(shù)據(jù)是最新的，只是會(huì)盡量保證某個(gè)時(shí)刻達(dá)到數(shù)據(jù)一致的狀態(tài)

????????最終一致性 ：弱一致性的升級(jí)版，系統(tǒng)會(huì)保證在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到數(shù)據(jù)一致的狀態(tài)

如何實(shí)現(xiàn)最終一致性：

??????? 1.讀時(shí)修復(fù) : 在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，檢測(cè)數(shù)據(jù)的不一致，進(jìn)行修復(fù)

??????? 2.寫時(shí)修復(fù) : 在寫入數(shù)據(jù)，檢測(cè)數(shù)據(jù)的不一致時(shí)，進(jìn)行修復(fù)

??????? 3.異步修復(fù) （推薦）: 這個(gè)是最常用的方式，通過(guò)定時(shí)對(duì)賬檢測(cè)副本數(shù)據(jù)的一致性，并修復(fù)

CAP 是分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論，BASE 是 CAP 理論中 AP 方案的延伸

三、分布式ID

ID：ID就是數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識(shí)。

分布式ID：分布式系統(tǒng)下的 ID；如何為不同的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)生成全局唯一主鍵，這個(gè)時(shí)候就需要生成分布式 ID了。

分布式ID滿足條件：

??????? 1.全局唯一：ID 的全局唯一性肯定是首先要滿足的

??????? 2.高性能：分布式 ID 的生成速度要快，對(duì)本地資源消耗要小

??????? 3.高可用：生成分布式 ID 的服務(wù)要保證可用性無(wú)限接近于 100%

??????? 4.方便易用：拿來(lái)即用，使用方便，快速接入

分布式ID常見(jiàn)解決方案：

數(shù)據(jù)庫(kù)：

??????? 數(shù)據(jù)庫(kù)主鍵自增：數(shù)據(jù)庫(kù)的自增主鍵產(chǎn)生來(lái)唯一的 ID，新建占位字段，創(chuàng)建了唯一索引，保證其唯一性；插入時(shí)，如果主鍵或唯一索引字段出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤而插入失敗時(shí)，先從表中刪除含有重復(fù)關(guān)鍵字值的沖突行，然后再次嘗試把數(shù)據(jù)插入到表中

??????? ????????優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單、ID 有序遞增、存儲(chǔ)消耗空間小

??????? ????????缺點(diǎn)：支持的并發(fā)量不大、每次獲取 ID 都要訪問(wèn)一次數(shù)據(jù)庫(kù)

??????? 數(shù)據(jù)庫(kù)號(hào)段模式:批量獲取ID，然后存在內(nèi)存里面，需要用到的時(shí)候，直接從內(nèi)存里面拿；基于數(shù)據(jù)庫(kù)的號(hào)段模式來(lái)生成分布式 ID（數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)次數(shù)更少，數(shù)據(jù)庫(kù)壓力更小）；

??????? ????????優(yōu)點(diǎn)：ID 有序遞增、存儲(chǔ)消耗空間小

??????? ????????缺點(diǎn)：存在數(shù)據(jù)庫(kù)單點(diǎn)問(wèn)題、ID 沒(méi)有具體業(yè)務(wù)含義

??????? redis：利用命令即可實(shí)現(xiàn)對(duì) id 原子順序遞增

算法：

??????? UUID:包含 32 個(gè) 16 進(jìn)制數(shù)字，生成簡(jiǎn)單

??????????????? 優(yōu)點(diǎn)：生成速度比較快、簡(jiǎn)單易用

??????????????? 缺點(diǎn)：存儲(chǔ)消耗空間大、無(wú)序

??????? 雪花算法：生成64 bit的二進(jìn)制被分成了幾部分，每一部分存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)都有特定的含義（第 1~41 位 ：一共 41 位，用來(lái)表示時(shí)間戳；第 42~52 位 ：一共 10 位，一般來(lái)說(shuō)，前 5 位表示機(jī)房 ID，后 5 位表示機(jī)器 ID；第 53~64 位 ：一共 12 位，用來(lái)表示序列號(hào)）

????????????????優(yōu)點(diǎn) ：生成速度比較快、生成的 ID 有序遞增、比較靈活

????????????????優(yōu)點(diǎn) ：生成速度比較快、生成的 ID 有序遞增、比較靈活

開(kāi)源框架：

??????? 百度：基于雪花算法進(jìn)行了改進(jìn)，生成ID的組成不一樣；

??????? 美團(tuán)：基于雪花算法和號(hào)段模式

??????? 滴滴：基于數(shù)據(jù)庫(kù)號(hào)段模式的唯一 ID 生成器

四、分布式鎖

分布式鎖，分布式系統(tǒng)中的鎖；為了解決分布式系統(tǒng)中控制資源共享訪問(wèn)的問(wèn)題。

具備條件：

??????? 1.互斥：任意一個(gè)時(shí)刻，鎖只能被一個(gè)線程持有

??????? 2.高可用：釋放鎖的代碼邏輯出現(xiàn)問(wèn)題，鎖最終一定還是會(huì)被釋放，不會(huì)影響其他線程對(duì)共享資源的訪問(wèn)

??????? 3.可重入：一個(gè)節(jié)點(diǎn)獲得鎖之后，還可以再次獲得鎖

實(shí)現(xiàn)方式：

基于數(shù)據(jù)庫(kù)的分布式鎖

??????? 1.基于數(shù)據(jù)庫(kù)表的增刪：先創(chuàng)建一張鎖的表，當(dāng)需要鎖住某個(gè)方法時(shí)，往該表中插入一條相關(guān)的記錄，如果有多個(gè)請(qǐng)求同時(shí)提交到數(shù)據(jù)庫(kù)的話，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)保證只有一個(gè)操作可以成功，那么我們就認(rèn)為操作成功的那個(gè)線程獲得了該方法的鎖，可以執(zhí)行方法體內(nèi)容。執(zhí)行完畢之后，需要delete該記錄

??????? 2.基于數(shù)據(jù)庫(kù)的排它鎖：數(shù)據(jù)庫(kù)在查詢過(guò)程中給數(shù)據(jù)庫(kù)表增加排他鎖。獲得排它鎖的線程即可獲得分布式鎖，當(dāng)獲得鎖之后，可以執(zhí)行方法的業(yè)務(wù)邏輯，執(zhí)行完方法之后，釋放鎖。當(dāng)某條記錄被加上排他鎖之后，其他線程無(wú)法獲取排他鎖并被阻塞。

redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖

??????? 1.基于set命令的分布式鎖：

??????? 2.基于setnx、get、getset的分布式鎖

??????? 3.基于RedLock的分布式鎖

??????? 4.基于Redisson看門狗的分布式鎖

zookeeper實(shí)現(xiàn)分布式鎖

????????基于zookeeper臨時(shí)有序節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)的分布式鎖。每個(gè)客戶端對(duì)某個(gè)方法加鎖時(shí)，在zookeeper上的與該方法對(duì)應(yīng)的指定節(jié)點(diǎn)的目錄下，生成一個(gè)唯一的瞬時(shí)有序節(jié)點(diǎn)。 判斷是否獲取鎖的方式很簡(jiǎn)單，只需要判斷有序節(jié)點(diǎn)中序號(hào)最小的一個(gè)。 當(dāng)釋放鎖的時(shí)候，只需將這個(gè)瞬時(shí)節(jié)點(diǎn)刪除即可。

五、分布式事務(wù)

分布式事務(wù)是指在分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)事務(wù)，它其實(shí)是由多個(gè)本地事務(wù)組合而成；分布式事務(wù)而言幾乎滿足不了 ACID。

分布式事務(wù)方案：

1.2PC/3PC

2PC：二階段提交。?二階段提交是一種強(qiáng)一致性設(shè)計(jì)，2PC 引入一個(gè)事務(wù)協(xié)調(diào)者的角色來(lái)協(xié)調(diào)管理各參與者的提交和回滾，二階段分別指的是準(zhǔn)備和提交兩個(gè)階段：

????????準(zhǔn)備階段：協(xié)調(diào)者會(huì)給各參與者發(fā)送準(zhǔn)備命令，做完提交事務(wù)之外的所有事情

????????提交階段：提交或回滾事務(wù)

3PC： 是為了解決 2PC 的一些問(wèn)題，相比于 2PC 它在參與者中也引入了超時(shí)機(jī)制，并且新增了一個(gè)階段使得參與者可以利用這一個(gè)階段統(tǒng)一各自的狀態(tài)（預(yù)提交階段）；

不管哪一個(gè)階段有參與者返回失敗都會(huì)宣布事務(wù)失?。?/p>

思想：先試探性的執(zhí)行，如果都可以那就真正的執(zhí)行，如果不行就回滾

2.本地消息表

本地消息表：利用了各系統(tǒng)本地的事務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式事務(wù)；

????????會(huì)有一張存放本地消息的表，一般都是放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后在執(zhí)行業(yè)務(wù)的時(shí)候?將業(yè)務(wù)的執(zhí)行和將消息放入消息表中的操作放在同一個(gè)事務(wù)中，這樣就能保證消息放入本地表中業(yè)務(wù)肯定是執(zhí)行成功的。

本地消息表其實(shí)實(shí)現(xiàn)的是最終一致性，容忍了數(shù)據(jù)暫時(shí)不一致的情況

3.事務(wù)消息

事務(wù)消息是通過(guò)消息中間件來(lái)解耦本地消息表和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表，適用于所有對(duì)數(shù)據(jù)最終一致性需求的場(chǎng)景?，F(xiàn)在支持事務(wù)消息的消息中間件只有RocketMQ，這個(gè)概念最早也是RocketMQ提出的。

流程：發(fā)起方發(fā)送半事務(wù)消息會(huì)給RocketMQ，發(fā)起方進(jìn)行本地事務(wù)操作，后確認(rèn)提交消息，此時(shí)接受方可以消費(fèi)到此消息了。

4.TCC

TCC 是業(yè)務(wù)層面的分布式事務(wù)；（預(yù)留-確認(rèn)操作-撤銷操作）；都是先試探性的執(zhí)行，如果都可以那就真正的執(zhí)行，如果不行就回滾；

????????比如說(shuō)一個(gè)事務(wù)要執(zhí)行A、B、C三個(gè)操作，那么先對(duì)三個(gè)操作執(zhí)行預(yù)留動(dòng)作。如果都預(yù)留成功了那么就執(zhí)行確認(rèn)操作，如果有一個(gè)預(yù)留失敗那就都執(zhí)行撤銷動(dòng)作。

TCC可以跨數(shù)據(jù)庫(kù)、跨不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)事務(wù)

5.Saga

Saga事務(wù)模型又叫做長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的事務(wù)；

????????核心思想就是拆分分布式系統(tǒng)中的長(zhǎng)事務(wù)為多個(gè)短事務(wù)，或者叫多個(gè)本地事務(wù)，然后由 Saga工作流引擎負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)，如果整個(gè)流程正常結(jié)束，那么就算是業(yè)務(wù)成功完成，如果在這過(guò)程中實(shí)現(xiàn)失敗，那么Saga工作流引擎就會(huì)以相反的順序調(diào)用補(bǔ)償操作，重新進(jìn)行業(yè)務(wù)回滾。?

6.Seate

Seata是一個(gè)由阿里做背書的分布式事務(wù)框架，致力于提供高性能和簡(jiǎn)單易用的分布式事務(wù)服務(wù)。

????????特點(diǎn)是對(duì)業(yè)務(wù)無(wú)入侵，用戶只需關(guān)注自己的“業(yè)務(wù) SQL”，用戶的 “業(yè)務(wù) SQL” 作為一階段，Seata 框架會(huì)自動(dòng)生成事務(wù)的二階段提交和回滾操作。

特點(diǎn)是對(duì)業(yè)務(wù)無(wú)入侵，用戶只需關(guān)注自己的“業(yè)務(wù) SQL”，用戶的 “業(yè)務(wù) SQL” 作為一階段，Seata 框架會(huì)自動(dòng)生成事務(wù)的二階段提交和回滾操作文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-416521.html

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