一、系統(tǒng)高可用（High Availability）

(1) 啥是 “高可用” ？

?? 通俗一點(diǎn)說(shuō)，高可用的意思是：在高并發(fā)的情況下，系統(tǒng)仍然是可用的
?? 高可用的目的：保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性（實(shí)現(xiàn)在用戶眼里，業(yè)務(wù)永遠(yuǎn)是正常對(duì)外提供服務(wù)的）

?? ?? 【上圖】一個(gè) SpringBoot 項(xiàng)目（apple.jar）被部署到服務(wù)器上運(yùn)行，可向其發(fā)送網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行增刪改查操作
?? ?? 隨著請(qǐng)求數(shù)量逐漸增多，服務(wù)器宕機(jī)（死機(jī)、掛掉）的可能性也越來(lái)越高
?? ?? 若服務(wù)器宕機(jī)會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器上的程序無(wú)法運(yùn)行、會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器上的項(xiàng)目無(wú)法啟動(dòng)，則該服務(wù)器上的項(xiàng)目不是高可用的項(xiàng)目，很容易產(chǎn)生單點(diǎn)故障
?? ?? 單點(diǎn)故障：服務(wù)器與項(xiàng)目共生（服務(wù)器生，項(xiàng)目活；服務(wù)器掛，項(xiàng)目死）

?? 高可用希望實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)??：
① 系統(tǒng)的健壯性，不允許出現(xiàn)單點(diǎn)故障
② 提高系統(tǒng)的處理能力，保證系統(tǒng)的運(yùn)行效率

(2) 集群是啥意思？

服務(wù)器就是計(jì)算機(jī)???，計(jì)算機(jī)???就是服務(wù)器。

? 如何實(shí)現(xiàn)高可用（ 在高并發(fā)的情況下，系統(tǒng)仍然可用 ）?

?? 思想上：可以把項(xiàng)目部署在多臺(tái)服務(wù)器上（ 某臺(tái)服務(wù)器掛了，可以有其他服務(wù)器頂上 ）

?? 集群（cluster）：一組 相互獨(dú)立的、通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的計(jì)算機(jī)???的集合

• 多臺(tái)計(jì)算機(jī)???構(gòu)成一個(gè)組（ 一個(gè)集群 ），這些計(jì)算機(jī)??被一種 單一系統(tǒng)的模式 加以管理

??單一系統(tǒng)的模式：雖然是多個(gè)計(jì)算機(jī)的集合，但管理和使用的時(shí)候與操縱一臺(tái)計(jì)算機(jī)無(wú)異（ 感覺(jué)就像是一個(gè)單一的系統(tǒng)，而不是多個(gè)計(jì)算機(jī)的集合 ）

• 集群模式：多臺(tái)計(jì)算機(jī)的組合方式

?? 集群模式有三種：
??① 主備模式
??② 主從模式
??③ 高可用模式

① 主備模式

??? 多臺(tái)服務(wù)器的結(jié)合構(gòu)成集群， 其中有一臺(tái)是主服務(wù)器???
??? 正常情況下，只有主服務(wù)器???提供服務(wù)（主服務(wù)器處于 active 狀態(tài)）
??? 除主服務(wù)器之外的都是備用服務(wù)器【備用服務(wù)器??平時(shí)不提供服務(wù)，處于 standby（ 待命 ）狀態(tài)】
??? 若主服務(wù)器??宕機(jī)，挑選眾多備用服務(wù)器???中的一臺(tái)作為新的主服務(wù)器??，繼續(xù)提供服務(wù)

② 主從模式

• ?? 多臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成集群，每臺(tái)服務(wù)器都提供服務(wù)（ 只是不同的服務(wù)器提供的功能不同 ）
  

• ?? 【上圖】① 主服務(wù)器接收寫(xiě)請(qǐng)求和實(shí)時(shí)性要求高的讀請(qǐng)求；② 從服務(wù)器接收大多數(shù)的讀請(qǐng)求；③ 減少服務(wù)器宕機(jī)的可能

③ 高可用模式

?? Queries-per-second：?jiǎn)蝹€(gè)進(jìn)程每秒請(qǐng)求服務(wù)器的成功次數(shù)（ 每秒查詢率 ）

• ?? 多臺(tái)服務(wù)器的組合構(gòu)成集群，每臺(tái)服務(wù)器的角色和功能都一樣
  

?? 【上圖】若一臺(tái)服務(wù)器的 Tomcat 每秒支持 250 個(gè)并發(fā)請(qǐng)求，則三臺(tái)服務(wù)器的集合構(gòu)成的集群服務(wù)器每秒可支持750個(gè)并發(fā)請(qǐng)求

④ 總結(jié)

?? 主備集群：避免單點(diǎn)故障
?? 主從集群：避免單點(diǎn)故障；提高并發(fā)度和吞吐量
?? 高可用集群：避免單點(diǎn)故障；提高并發(fā)度和吞吐量

(3) 分布式（Distribution）

• ?? 分布式是一種系統(tǒng)部署方式

① 單機(jī)部署

??【上圖】部署應(yīng)用的方式是單機(jī)部署

• ?? 應(yīng)用服務(wù)（ Tomcat ）和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)（ MySQL ）部署在同一臺(tái)服務(wù)器上，這種部署方式叫做單機(jī)部署
• ?? 好處：Tomcat 和 MySQL 溝通的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷很小
• ?? 壞處：Tomcat 和 MySQL 共享服務(wù)器的內(nèi)存空間

② 分布式部署

??【上圖】部署應(yīng)用的方式是分布式部署
?? 【上圖】應(yīng)用服務(wù)（ Tomcat ）部署在 192.126.111.2 服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)（MySQL）部署在 192.126.111.3 服務(wù)器【Tomcat 服務(wù)和 MySQL 服務(wù)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)溝通】

• ?? 缺點(diǎn)：兩個(gè)服務(wù)器之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)溝通（存在網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷）
• ?? 優(yōu)點(diǎn)：Tomcat 服務(wù)和 MySQL 服務(wù)獨(dú)享自己所在服務(wù)器的內(nèi)存空間

(4) 微服務(wù)

• ?? 微服務(wù)是系統(tǒng)的一種架構(gòu)設(shè)計(jì)方式
• ?? 微服務(wù)一定是分布式
• ?? 但分布式不一定是微服務(wù)
  

?? 上圖把一個(gè)應(yīng)用全部的功能置于同一個(gè)項(xiàng)目、同一個(gè)應(yīng)用、同一個(gè) jar 包中，這是單體應(yīng)用

?? 上圖根據(jù)模塊進(jìn)行劃分，每個(gè)模塊部署在不同的服務(wù)器中。服務(wù)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求進(jìn)行訪問(wèn)和溝通，這是微服務(wù)架構(gòu)

(5) 分布式和微服務(wù)的對(duì)比

??① 單體架構(gòu)所有模塊全都耦合在同一個(gè)項(xiàng)目中（代碼量大，維護(hù)困難）

• 微服務(wù)每個(gè)模塊就相當(dāng)于一個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目（代碼量明顯減少，遇到問(wèn)題也好針對(duì)解決）

??② 單體架構(gòu)的所有模塊共用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)方式比較單一

• 微服務(wù)架構(gòu)各個(gè)模塊可以使用不同的存儲(chǔ)方式（如有的用 redis，有的用 MySQL），單個(gè)模塊（ 獨(dú)立的模塊 ）對(duì)應(yīng)自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)

??③ 單體架構(gòu)所有模塊開(kāi)發(fā)所使用的技術(shù)一樣

• 微服務(wù)每個(gè)模塊可以使用不同的開(kāi)發(fā)技術(shù)，開(kāi)發(fā)模式更加靈活

二、分布式應(yīng)用

?? 大數(shù)據(jù)時(shí)代，將會(huì)面臨三個(gè)重大問(wèn)題：
① 海量數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ) ?
② 如何對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算 ?
③ 高并發(fā)請(qǐng)求如何處理 ?
?? 這些問(wèn)題都可通過(guò)【分布式】進(jìn)行解決
?? ① 分布式存儲(chǔ)解決海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)問(wèn)題
?? ② 分布式計(jì)算處理海量數(shù)據(jù)的運(yùn)算
?? ③ 分布式系統(tǒng)處理高并發(fā)的請(qǐng)求

(1) 分布式存儲(chǔ)

?? 使用 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是有限的。假如 MySQL 可存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是 1T，則固定只能存儲(chǔ) 1T 的數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)容量超過(guò) 1T 就無(wú)法存儲(chǔ)了

HBase：Hadoop Database 是一個(gè)高可靠性、高性能、面向列、可伸縮的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。利用 HBase 技術(shù)可在廉價(jià) PC Server 上搭建起大規(guī)模的結(jié)構(gòu)化的存儲(chǔ)集群【百度百科】

(2) 分布式計(jì)算

?? 分布式計(jì)算：分而算之，把一個(gè)大的計(jì)算任務(wù)分解為多個(gè)小的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行計(jì)算操作
?? 通過(guò)匯總小的計(jì)算任務(wù)的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)而得到大的計(jì)算任務(wù)的結(jié)果

??【上圖】有一個(gè) 計(jì)算海量數(shù)據(jù)中字母?jìng)€(gè)數(shù) 的任務(wù)。不同的數(shù)據(jù)被存放在不同的服務(wù)器中，計(jì)算字母?jìng)€(gè)數(shù)的代碼放在 A 服務(wù)器。把每個(gè)服務(wù)器的數(shù)據(jù)都移動(dòng)到 A 服務(wù)器，再進(jìn)行計(jì)算（非常耗費(fèi)時(shí)間、性能低）
?? 最好的做法是： 把計(jì)算字母?jìng)€(gè)數(shù)的代碼移動(dòng)到不同的服務(wù)器，在數(shù)據(jù)所在的服務(wù)器中統(tǒng)計(jì)完字母?jìng)€(gè)數(shù)后，再把計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總【不耗時(shí)：移動(dòng)運(yùn)算代碼所花費(fèi)的時(shí)間肯定低于移動(dòng)數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間?】
?? 一份 計(jì)算字母?jìng)€(gè)數(shù)的代碼 可能最多100M，而不同服務(wù)器上的一份數(shù)據(jù)肯定是遠(yuǎn)大于100M的，移動(dòng)代碼（運(yùn)算）比移動(dòng)數(shù)據(jù)劃算

分布式計(jì)算強(qiáng)調(diào)：移動(dòng)運(yùn)算，而不是移動(dòng)數(shù)據(jù)

(3) 分布式系統(tǒng)

?? 把應(yīng)用服務(wù)（Tomcat）和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)（MySQL）部署在不同的服務(wù)器上，Tomcat 和 MySQL 之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行溝通

三、分布式協(xié)調(diào)服務(wù)（以 ZooKeeper 為例）

?? 【上圖】客戶端若想訪問(wèn)秒殺服務(wù)，理論上， 需要知道有哪些秒殺服務(wù)器可以訪問(wèn) ?
?? 理論上， 需要知道秒殺服務(wù)的動(dòng)態(tài)變化（哪些服務(wù)器已宕機(jī)，哪些服務(wù)器上線了）
?? 但實(shí)際上，客戶端并沒(méi)有必要知道服務(wù)器的狀態(tài)
?? 客戶端只需要發(fā)送請(qǐng)求就可以了，實(shí)際上是那個(gè)服務(wù)器處理請(qǐng)求?客戶端沒(méi)有必要知道

?? ZooKeeper 在分布式系統(tǒng)中充當(dāng)協(xié)調(diào)者的角色，幫助客戶端和分布式服務(wù)之間進(jìn)行溝通，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-782802.html

到了這里，關(guān)于【分布式和微服務(wù)1】一篇文章詳細(xì)了解分布式和微服務(wù)的基本概念的文章就介紹完了。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)！