一文讀懂分布式系統(tǒng)到底是什么？

隨著大型網(wǎng)站的各種高并發(fā)訪問、海量數(shù)據(jù)處理等場景越來越多，如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的高可用、易伸縮、可擴(kuò)展、安全等目標(biāo)就顯得越來越重要。為了解決這樣一系列問題，大型網(wǎng)站的架構(gòu)也在不斷發(fā)展。提高大型網(wǎng)站的高可用架構(gòu)，不得不提的就是分布式。本文主要簡單介紹了分布式系統(tǒng)的概念、分布式系統(tǒng)的特點(diǎn)、常用的分布式方案以及分布式和集群的區(qū)別等。

這是我博客中之前發(fā)過的一篇文章，關(guān)于分布式的問題最近準(zhǔn)備再擴(kuò)展一些文章，遂把一些基礎(chǔ)文章在公眾號(hào)再發(fā)一遍，給沒看過的朋友看一下。

一、集中式系統(tǒng)在學(xué)習(xí)分布式之前，先了解一下與之相對(duì)應(yīng)的集中式系統(tǒng)是什么樣的。

集中式系統(tǒng)用一句話概括就是：一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)終端。終端沒有數(shù)據(jù)處理能力，僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的錄入和輸出。而運(yùn)算、存儲(chǔ)等全部在主機(jī)上進(jìn)行。

拿一個(gè)電子商城舉例，一個(gè)集中式系統(tǒng)的電子商城，通過一個(gè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，該應(yīng)用部署在一起主機(jī)上，對(duì)外提供服務(wù)。用戶的所有操作均通過這一臺(tái)機(jī)器的一個(gè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。

集中式系統(tǒng)的最大的特點(diǎn)就是部署結(jié)構(gòu)非常簡單，底層一般采用從IBM、HP等廠商購買到的昂貴的大型主機(jī)。因此無需考慮如何對(duì)服務(wù)進(jìn)行多節(jié)點(diǎn)的部署，也就不用考慮各節(jié)點(diǎn)之間的分布式協(xié)作問題。

但是，由于采用單機(jī)部署。很可能帶來系統(tǒng)大而復(fù)雜、難于維護(hù)、發(fā)生單點(diǎn)故障（單個(gè)點(diǎn)發(fā)生故障的時(shí)候會(huì)波及到整個(gè)系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)的癱瘓）、擴(kuò)展性差等問題。

分布式系統(tǒng)背景

說分布式系統(tǒng)必須要說集中式系統(tǒng)，集中式系統(tǒng)中整個(gè)項(xiàng)目就是一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用，整個(gè)應(yīng)用也就是整個(gè)項(xiàng)目，所有的東西都在一個(gè)應(yīng)用里面。

如下圖所示

如一個(gè)網(wǎng)站就是一個(gè)應(yīng)用，最后是多個(gè)增加多臺(tái)服務(wù)器或者多個(gè)容器來達(dá)到負(fù)載均衡的避免單點(diǎn)故障的目的，當(dāng)然，數(shù)據(jù)庫是可以分開部署的。

集中式很明顯的優(yōu)點(diǎn)就是開發(fā)測試運(yùn)維會(huì)比較方便，不用為考慮復(fù)雜的分布式環(huán)境。

集中式很明顯的弊端就是不易擴(kuò)展，每次更新都必須更新所有的應(yīng)用。而且，一個(gè)有問題意味著所有的應(yīng)用都有問題。當(dāng)系統(tǒng)越來越大，集中式將是系統(tǒng)最大的瓶頸。

什么是分布式系統(tǒng)？

分布式系統(tǒng)是若干獨(dú)立計(jì)算機(jī)的集合，這計(jì)算機(jī)對(duì)用戶來說就像單個(gè)相關(guān)系統(tǒng)。

也就是說分布式系統(tǒng)背后是由一系列的計(jì)算機(jī)組成的，但用戶感知不到背后的邏輯，就像訪問單個(gè)計(jì)算機(jī)一樣。

說的有點(diǎn)繞，我們可以來簡單看下分布式系統(tǒng)圖。

分布式系統(tǒng)利弊

在分布式系統(tǒng)中：

1、應(yīng)用可以按業(yè)務(wù)類型拆分成多個(gè)應(yīng)用，再按結(jié)構(gòu)分成接口層、服務(wù)層；我們也可以按訪問入口分，如移動(dòng)端、PC端等定義不同的接口應(yīng)用；

2、數(shù)據(jù)庫可以按業(yè)務(wù)類型拆分成多個(gè)實(shí)例，還可以對(duì)單表進(jìn)行分庫分表；

3、增加分布式緩存、搜索、文件、消息隊(duì)列、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫等中間件；

很明顯，分布式系統(tǒng)可以解決集中式不便擴(kuò)展的弊端，我們可以很方便的在任何一個(gè)環(huán)節(jié)擴(kuò)展應(yīng)用，就算一個(gè)應(yīng)用出現(xiàn)問題也不會(huì)影響到別的應(yīng)用。

隨著微服務(wù)Spring Cloud & Docker的大熱，及國內(nèi)開源分布式Dubbo框架的重生，分布式技術(shù)發(fā)展非常迅速。

分布式系統(tǒng)雖好，也帶來了系統(tǒng)的復(fù)雜性，如分布式事務(wù)、分布式鎖、分布式session、數(shù)據(jù)一致性等都是現(xiàn)在分布式系統(tǒng)中需要解決的難題，雖然已經(jīng)有很多成熟的方案，但都不完美。分布式系統(tǒng)也增加了開發(fā)測試運(yùn)維成本，工作量增加，分布式系統(tǒng)管理不好反而會(huì)變成一種負(fù)擔(dān)。