正如我们前面所说的,构建分布式系统的目的是增加系统容量,提高系统的可用性,转换成技术方面,也就是完成下面两件事。
大流量处理。通过集群技术把大规模并发请求的负载分散到不同的机器上。
关键业务保护。提高后台服务的可用性,把故障隔离起来阻止多米诺骨牌效应(雪崩效应)。如果流量过大,需要对业务降级,以保护关键业务流转。
说白了就是干两件事。一是提高整体架构的吞吐量,服务更多的并发和流量,二是为了提高系统的稳定性,让系统的可用性更高。
提高架构的性能
咱们先来看看,提高系统性能的常用技术。
缓存系统。加入缓存系统,可以有效地提高系统的访问能力。从前端的浏览器,到网络,再到后端的服务,底层的数据库、文件系统、硬盘和 CPU,全都有缓存,这是提高快速访问能力最有效的手段。对于分布式系统下的缓存系统,需要的是一个缓存集群。这其中需要一个 Proxy 来做缓存的分片和路由。
负载均衡系统。负载均衡系统是水平扩展的关键技术,它可以使用多台机器来共同分担一部分流量请求。
异步调用。异步系统主要通过消息队列来对请求做排队处理,这样可以把前端的请求的峰值给“削平”了,而后端通过自己能够处理的速度来处理请求。这样可以增加系统的吞吐量,但是实时性就差很多了。同时,还会引入消息丢失的问题,所以要对消息做持久化,这会造成“有状态”的结点,从而增加了服务调度的难度。
数据分区和数据镜像。数据分区是把数据按一定的方式分成多个区(比如通过地理位置),不同的数据区来分担不同区的流量。这需要一个数据路由的中间件,会导致跨库的 Join 和跨库的事务非常复杂。而数据镜像是把一个数据库镜像成多份一样的数据,这样就不需要数据路由的中间件了。你可以在任意结点上进行读写,内部会自行同步数据。然而,数据镜像中最大的问题就是数据的一致性问题。