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本文隸屬于專欄《大數(shù)據(jù)理論體系》，該專欄為筆者原創(chuàng)，引用請(qǐng)注明來(lái)源，不足和錯(cuò)誤之處請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)幫忙指出，謝謝！

本專欄目錄結(jié)構(gòu)和文獻(xiàn)引用請(qǐng)見(jiàn)《大數(shù)據(jù)理論體系》

思維導(dǎo)圖

1. 資源共享

單機(jī)系統(tǒng)是指只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，所有的軟件程序和數(shù)據(jù)都運(yùn)行在這臺(tái)計(jì)算機(jī)上。在這種情況下，所有的資源（如CPU、內(nèi)存、硬盤等）都是獨(dú)享的，即只有一個(gè)進(jìn)程能夠使用這些資源。

相比之下，分布式系統(tǒng)是由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)，這些計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，并共同完成一些任務(wù)。在分布式系統(tǒng)中，不同的進(jìn)程可以在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，這些進(jìn)程之間需要進(jìn)行通信和協(xié)調(diào)，以共享資源。

因此，單機(jī)系統(tǒng)的資源共享是基于時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)的，不同的進(jìn)程按照一定的時(shí)間片依次使用CPU等資源。而分布式系統(tǒng)的資源共享是通過(guò)進(jìn)程間的通信和協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)進(jìn)程可以在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，利用其他計(jì)算機(jī)上的資源來(lái)完成任務(wù)，從而提高了系統(tǒng)的效率和可靠性。

2. 通信方式

單機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)程之間的通信通常是通過(guò)操作系統(tǒng)提供的進(jìn)程間通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，比如管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存等。這些通信方式都是基于操作系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)程之間的通信是在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)內(nèi)完成的，因此通信效率比較高，但是只能用于單機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的進(jìn)程通信。

相比之下，分布式系統(tǒng)中的進(jìn)程通信需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴煌倪M(jìn)程可能運(yùn)行在不同的計(jì)算機(jī)上。因此，分布式系統(tǒng)中的進(jìn)程通信需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行傳輸，比如TCP/IP協(xié)議等。分布式系統(tǒng)中的通信需要考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲、穩(wěn)定性等因素，因此通信效率比較低，但可以用于不同計(jì)算機(jī)之間的進(jìn)程通信。

在分布式系統(tǒng)中，進(jìn)程通信的方式包括消息傳遞、遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用（RPC）、分布式共享內(nèi)存等。消息傳遞是指進(jìn)程之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收消息來(lái)進(jìn)行通信，RPC是指在分布式系統(tǒng)中遠(yuǎn)程調(diào)用其他進(jìn)程的過(guò)程，而分布式共享內(nèi)存則是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將內(nèi)存映射到不同的計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)不同計(jì)算機(jī)之間的內(nèi)存共享。這些通信方式都需要考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲等因素，并采用相應(yīng)的協(xié)議和技術(shù)來(lái)保證通信的可靠性和性能。

3. 故障處理

單機(jī)系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)在故障處理上有以下區(qū)別：

• 故障范圍不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，故障通常只會(huì)影響到當(dāng)前的進(jìn)程或者計(jì)算機(jī)。而在分布式系統(tǒng)中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障可能會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
• 容錯(cuò)能力不同：分布式系統(tǒng)通常需要具備更高的容錯(cuò)能力，以應(yīng)對(duì)節(jié)點(diǎn)故障、網(wǎng)絡(luò)中斷等問(wèn)題。分布式系統(tǒng)通常采用多副本和冗余設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)可以接替其工作，保證系統(tǒng)的可用性。而單機(jī)系統(tǒng)通常不需要太強(qiáng)的容錯(cuò)能力，因?yàn)楣收戏秶^小，可以通過(guò)備份和恢復(fù)等方式解決。
• 故障診斷和定位不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，故障通常比較容易診斷和定位，因?yàn)樗械能浖陀布歼\(yùn)行在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。而在分布式系統(tǒng)中，由于涉及多個(gè)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)通信等因素，故障診斷和定位通常比較困難，需要采用分布式調(diào)試、日志分析等技術(shù)。
• 故障恢復(fù)不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，故障恢復(fù)通常比較簡(jiǎn)單，可以通過(guò)備份、重啟等方式恢復(fù)。而在分布式系統(tǒng)中，故障恢復(fù)通常需要涉及多個(gè)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)復(fù)制等因素，比較復(fù)雜。分布式系統(tǒng)通常采用恢復(fù)協(xié)議和數(shù)據(jù)同步機(jī)制等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)故障恢復(fù)。

4. 數(shù)據(jù)一致性

單機(jī)系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)在數(shù)據(jù)一致性上有以下區(qū)別：

• 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，所有的數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在同一個(gè)計(jì)算機(jī)上，因此數(shù)據(jù)的一致性可以通過(guò)鎖和同步等機(jī)制來(lái)保證。而在分布式系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，不同節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)可能會(huì)發(fā)生沖突，需要采用分布式一致性協(xié)議來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性。
• 數(shù)據(jù)一致性的難度不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的一致性相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗械牟僮鞫荚谕粋€(gè)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。而在分布式系統(tǒng)中，由于存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)通信等因素，數(shù)據(jù)的一致性實(shí)現(xiàn)比較困難。
• 數(shù)據(jù)同步的方式不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)同步通?？梢酝ㄟ^(guò)共享內(nèi)存和消息傳遞等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在分布式系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)同步需要考慮網(wǎng)絡(luò)通信延遲、數(shù)據(jù)沖突等因素，通常采用基于副本和復(fù)制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，比如Paxos、Raft等分布式一致性協(xié)議。
• 數(shù)據(jù)一致性級(jí)別不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的一致性通常是強(qiáng)一致性，即任何時(shí)刻，數(shù)據(jù)的狀態(tài)都是唯一確定的。而在分布式系統(tǒng)中，由于存在網(wǎng)絡(luò)通信延遲和數(shù)據(jù)沖突等因素，數(shù)據(jù)的一致性通常是最終一致性，即在一定時(shí)間內(nèi)，所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)會(huì)達(dá)到一致?tīng)顟B(tài)。

總之，單機(jī)系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)在數(shù)據(jù)一致性上有很大的區(qū)別，分布式系統(tǒng)需要采用分布式一致性協(xié)議來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性，而單機(jī)系統(tǒng)可以通過(guò)鎖和同步等機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性。

參考我的這篇博客來(lái)了解分布式一致性算法——分布式一致性算法——Paxos 和 Raft 算法

5. 編程模型

單機(jī)系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)在編程模型上有以下區(qū)別：

• 并發(fā)編程方式不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，通常采用線程或進(jìn)程等方式進(jìn)行并發(fā)編程。而在分布式系統(tǒng)中，由于存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)通信等因素，需要采用分布式并發(fā)編程模型來(lái)處理并發(fā)問(wèn)題。
• 數(shù)據(jù)共享方式不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常是共享內(nèi)存的方式進(jìn)行共享。而在分布式系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，需要采用消息傳遞和遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用等方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。
• 通信方式不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，通常采用函數(shù)調(diào)用和共享內(nèi)存等方式進(jìn)行通信。而在分布式系統(tǒng)中，通常采用遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和消息傳遞等方式進(jìn)行通信。
• 異常處理方式不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，異常通常是通過(guò)異常機(jī)制來(lái)進(jìn)行處理。而在分布式系統(tǒng)中，由于存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)通信等因素，異常處理通常需要考慮節(jié)點(diǎn)故障、網(wǎng)絡(luò)中斷等因素，需要采用分布式異常處理模型來(lái)進(jìn)行處理。
• 數(shù)據(jù)一致性模型不同：在單機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常是強(qiáng)一致性的，即任何時(shí)刻，數(shù)據(jù)的狀態(tài)都是唯一確定的。而在分布式系統(tǒng)中，由于存在網(wǎng)絡(luò)通信延遲和數(shù)據(jù)沖突等因素，數(shù)據(jù)的一致性通常是最終一致性的，即在一定時(shí)間內(nèi)，所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)會(huì)達(dá)到一致?tīng)顟B(tài)。

總之，單機(jī)系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)在編程模型上有很大的區(qū)別，需要采用不同的編程模型來(lái)應(yīng)對(duì)不同的場(chǎng)景需求。在分布式系統(tǒng)中，需要考慮節(jié)點(diǎn)故障、網(wǎng)絡(luò)通信等因素，因此需要采用分布式并發(fā)編程、消息傳遞和遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用等技術(shù)來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

6. 效率

單機(jī)系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)在效率上有以下區(qū)別：

• 處理能力不同：?jiǎn)螜C(jī)系統(tǒng)通常只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，處理能力有限；而分布式系統(tǒng)可以利用多臺(tái)計(jì)算機(jī)的處理能力，提高處理效率。
• 數(shù)據(jù)傳輸效率不同：在分布式系統(tǒng)中，由于存在網(wǎng)絡(luò)通信等因素，數(shù)據(jù)傳輸效率通常較低，會(huì)增加系統(tǒng)的延遲和開(kāi)銷。
• 資源占用不同：分布式系統(tǒng)通常需要占用更多的資源，如存儲(chǔ)空間、帶寬、處理器等，因此需要更高的成本來(lái)支持分布式系統(tǒng)的運(yùn)行。
• 故障處理效率不同：在分布式系統(tǒng)中，由于存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)通信等因素，故障處理效率較低，需要更多的時(shí)間和資源來(lái)進(jìn)行故障排查和修復(fù)。
• 數(shù)據(jù)一致性效率不同：在分布式系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，數(shù)據(jù)一致性的維護(hù)需要更多的時(shí)間和資源，因此會(huì)影響系統(tǒng)的效率。

總之，單機(jī)系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)在效率上有很大的區(qū)別，分布式系統(tǒng)需要協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)和任務(wù)處理，因此會(huì)增加系統(tǒng)的延遲和開(kāi)銷，同時(shí)需要更高的成本來(lái)支持分布式系統(tǒng)的運(yùn)行。但是，分布式系統(tǒng)可以利用多臺(tái)計(jì)算機(jī)的處理能力，提高處理效率，可以滿足更高的系統(tǒng)負(fù)載和并發(fā)訪問(wèn)需求。因此，在選擇系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，需要根據(jù)具體的需求和場(chǎng)景來(lái)選擇適合的架構(gòu)。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-513262.html

到了這里，關(guān)于單機(jī)和分布式有什么區(qū)別？分布式系統(tǒng)相比單機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在哪里？的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！