分布式系统架构介绍-编程知识

1、为什么需要分布式架构？

增大系统容量：单台系统的性能瓶颈，多台机器才能应对大规模的应用场景，所以就需要我们的应用支撑平台具备分布式架构。

加强系统的可用：为了满足业务的SLA要求，需要通过分布式架构消除单点故障，提升系统的可用性。

其他因素：增加功能模块复用、通过模块化加快开发效率、增强系统扩展性。

2、和单体应用相比分布式架构的优缺点是什么？

传统单体架构分布式服务化架构

新功能开发需要时间容易开发和实现

部署不经常且容易部署经常发布，部署复杂

隔离性故障影响范围大故障影响范围小

架构设计难度小难度级数增加

系统性能响应时间快，吞吐量小响应时间慢，吞吐量大

系统运维运维简单运维复杂

新人上手学习曲线大（应用逻辑）学习曲线大（架构逻辑）

技术技术单一且封闭技术多样且开放

测试和查错简单复杂

系统扩展性扩展性很差扩展性很好

系统管理重点在于开发成本重点在于服务治理和调度

3、分布式系统存在的问题

架构设计变得复杂（尤其是其中的分布式事务）；

部署单个服务会比较快，但是如果一次部署多个服务，流程会变得复杂；

系统的吞吐量会变大，但是响应时间会变长；

运维复杂度会因为服务变多而变得很复杂；

架构复杂导致学习曲线变大；

测试和查错的复杂度增大；

技术多元化，这会带来维护和运维的复杂度；

管理分布式系统中的服务和调度变得困难和复杂。

总结：分布式系统架构的难点在于系统设计，以及管理和运维。所以分布式架构解决了“单点”和“性能容量”的问题，却新增了其他的问题。这就需要我们用各式各样的技术和手段来解决这些问题。

4、分布式系统的发展

从上图可以看到面向服务的架构可以分为以下三个阶段：

20世纪90年代前，是单体架构，软件模块高度耦合（这张图同样也说明了有的 SOA 架构其实和单体架构没什么两样，因为都是高度耦合在一起的）。

2000 年左右出现了比较松耦合的 SOA 架构，这个架构需要一个标准的协议或是中间件来联动其它相关联的服务(如 ESB)。这样一来，服务间并不直接依赖，而是通过中间件的标准协议或是通讯框架相互依赖。

2010 年后，出现了微服务架构，这个架构更为松耦合。每一个微服务都能独立完整地运行(所谓的自包含)，后端单体的数据库也被微服务这样的架构分散到不同的服务中。而它和传统 SOA 的差别在于，服务间的整合需要一个服务编排或是服务整合的引擎（这个编排和组织引擎可以是工作流引擎，也可以是网关。当然，还需要辅助于像容器化调度这样的技术方式，如 Kubernetes）。

马丁·福勒对微服务描述：https://martinfowler.com/articles/microservices.html

5、微服务的优缺点和解决思路

微服务的出现使得开发速度变得更快，部署快，隔离性高，系统的扩展度也很好，但在集成测试、运维和服务管理等方面就比较麻烦了。所以需要一套比较好的微服务PaaS平台，提供各种配置服务、服务发现、智能路由、控制总线，并且还需要提供各式各样的部署和调度方式。

6、思考

1）分布式系统和微服务架构的关系是什么？

1>.概念

微服务架构是一种基于组件化、微分化的设计方法，它将应用程序拆分成小型、独立的服务单元，每个服务单元都具有自己的数据存储、逻辑处理和接口。微服务架构旨在提高应用程序的可伸缩性、可维护性和可扩展性，同时降低开发和维护的成本；

分布式系统是指由多个独立组件（或者计算机节点）组成的系统，这些组件可以通过网络相互通信，实现数据存储、处理和传输等功能。分布式系统可以被看作是一种大型的、分布式的数据库或网络应用程序，它通常由多个节点组成，每个节点都有自己的数据和处理能力；

分布式架构是分布式系统的一种实现方式，它将分布式系统中的各个组件通过网络通信连接起来，实现数据的存储、处理和传输等功能。分布式架构的设计需要考虑多个方面，包括数据的分布式存储、负载均衡、容错机制等。

2>.分布式系统架构有以下几个主要优点:

高可用性：分布式系统可以将应用程序或数据分布在多个节点上，从而提高系统的可用性。即使一个节点失败，整个系统仍然可以正常运行，并及时切换到备用节点上；

可扩展性：分布式系统可以轻松地增加或删除节点来扩展系统的处理能力和容量，从而满足不同的需求；