分布式架構(gòu)的套路No.74

今天小蕉跟大伙一起聊聊分布式系統(tǒng)的架構(gòu)的套路。在開始說套路之前，大家先思考一個問題，為什么要進(jìn)行分布式架構(gòu)？

大多數(shù)的開發(fā)者大多數(shù)的系統(tǒng)可能從來沒接觸過分布式系統(tǒng)，也根本沒必要進(jìn)行分布式系統(tǒng)架構(gòu)，為什么？因?yàn)樵谠L問量或者QPS沒有達(dá)到單臺機(jī)器的性能瓶頸的時候，根本沒必要進(jìn)行分布式架構(gòu)。那如果業(yè)務(wù)量上來了，一般會怎么解決呢？

首先考慮的就是機(jī)器升級。機(jī)器配置的垂直擴(kuò)展，首先要找到當(dāng)前性能的瓶頸點(diǎn)，是CPU，是內(nèi)存，是硬盤，還是帶寬。砸錢加CPU，砸錢換SSD硬盤，砸錢換1T內(nèi)存，這通常是解決問題最直接也最高效的方法。帶寬不夠？加帶寬，1G不夠用100G。CPU 8核不夠？搞32核96核。這是絕大多數(shù)公司能思考到的第一個方案，也是最高效最快最安全的方法，立竿見影。

其次就是系統(tǒng)拆分，將所提供服務(wù)的主流程以及支線流程梳理出來，按照流程進(jìn)行系統(tǒng)拆分。如同一棵樹，核心業(yè)務(wù)作為主干流程，其他系統(tǒng)按照需要進(jìn)行拆分，如同樹的開枝散葉。所采取的方式有這么一些，按前后端進(jìn)行拆分，按照領(lǐng)域拆分，按團(tuán)隊(duì)拆分，當(dāng)然通常來說這些拆分基本都要跟著組織架構(gòu)走。

再不行就進(jìn)行技術(shù)升級，更換更加高效或者場景適合的技術(shù)。比如從 Oracle 更換到HBase。從A數(shù)據(jù)庫連接池更換到B數(shù)據(jù)庫連接池。技術(shù)的變革對于業(yè)務(wù)量的支持也是非常巨大的，同一臺機(jī)器不同的技術(shù)，效能發(fā)揮的程度可以說有天壤之別。

最后的最后手段才會考慮分布式架構(gòu)，實(shí)在是砸不出這么多錢了，實(shí)在是沒辦法了。因?yàn)榉植际郊軜?gòu)肯定會帶來非常多非常多的一致性問題，原本只需要訪問一臺機(jī)器，現(xiàn)在需要訪問N臺，那么這N臺機(jī)器的一致性怎么保證，以前撐死搞個主從備份就算完了，定時同步一下數(shù)據(jù)就好，現(xiàn)在N臺設(shè)備的數(shù)據(jù)怎么管理，甚至這個集群本身怎么管理，都會成為一個致命的問題。

所以只有等業(yè)務(wù)量到達(dá)一定程度了，單臺機(jī)器扛不住了，才會開始堆錢升級機(jī)器，系統(tǒng)拆分，換技術(shù)，繼續(xù)堆錢升級機(jī)器，系統(tǒng)拆分...周而復(fù)始，發(fā)現(xiàn)成本太高或者技術(shù)已經(jīng)到達(dá)上線了。最后沒辦法，就選擇分布式架構(gòu)了。

但是分布式架構(gòu)的優(yōu)勢也是明顯的，用一群低廉的設(shè)備，來提供一個高性能高吞吐量的穩(wěn)定的系統(tǒng)，下面開始說說常見的分布式集群的架構(gòu)。

1、純負(fù)載均衡形式。

在集群前面，前置一個流量分發(fā)的組件進(jìn)行流量分發(fā)，整個集群的機(jī)器提供無差別的服務(wù)，這在常見的 web 服務(wù)器中是最最常見的。目前比較主流的方式就是整個集群機(jī)器上云，根據(jù)實(shí)時的調(diào)用量進(jìn)行云服務(wù)器彈性伸縮。常見的負(fù)載均衡有硬件層面的 F5、軟件層面的 nginx 等。

2、領(lǐng)導(dǎo)選舉型

整個集群的消息都會轉(zhuǎn)發(fā)到集群的領(lǐng)導(dǎo)這里，是一種 master-slavers，區(qū)別只是這個 master 是被臨時選舉出來的，一旦 master 宕機(jī)，集群會立刻選舉出一個新的領(lǐng)導(dǎo)，繼續(xù)對外提供服務(wù)。使用領(lǐng)導(dǎo)選舉型架構(gòu)的典型的應(yīng)用有 ElasticSearch，zookeeper。

3、區(qū)塊鏈型

整個集群的每一個節(jié)點(diǎn)都可以進(jìn)行記錄，但是記錄的內(nèi)容要得到整個集群 N 個機(jī)器的認(rèn)可才是合法的。典型的應(yīng)用有 Bit Coin，以及 Hyperledger。

4、master-slaver型

整個集群以某臺 master 為中樞，進(jìn)行集群的調(diào)度。交互是這樣，一般會把所有的管理類型的數(shù)據(jù)放到 master 上，而把具體的數(shù)據(jù)放到 slaver 上，實(shí)際進(jìn)行調(diào)用的時候，client 先調(diào)用 master 獲取數(shù)據(jù)所存放的 server 的 信息，再自行跟 slave 進(jìn)行交互。典型的系統(tǒng)有 Hadoop。集群，HBase 集群，Redis 集群等。

5、規(guī)則型一致性Hash

這種架構(gòu)類型一般出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫分庫分表的設(shè)計中。按照規(guī)則進(jìn)行分庫分表，在查詢之前使用規(guī)則引擎進(jìn)行庫和表的確認(rèn)，再對具體的應(yīng)用進(jìn)行訪問。為什么要用一致性 Hash ？其實(shí)用什么都可以，只是對于這類應(yīng)用來說一致性 Hash 比較常見而已。

好了，至此，已經(jīng)把我所知道的大部分分布式集群的套路說完了，總結(jié)一下。

1、升級機(jī)器配置是最直接的升級方式。不到萬不得已不會使用分布式

2、分布式的核心就是業(yè)務(wù)拆分以及流量分發(fā)。

來來來。都快來留言讓我知道還有人在看

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