分布式系统发展简介 什么是分布式系统 特点

程序员潇然

分布式系统，广义上来说就是一个系统，它运行在多台计算机上，共同完成任务。

比如现在比较流行的kafka。

单体应用

早年前，所有应用程序和数据均部署在一台电脑或服务器上，由一台计算机完成所有的处理。

对于计算机应用程序的最初样子，大多数人的印象应该都是这样，也就是所谓的单应用。

应用部署在单独的计算机上，必然受制于单机的性能，因为一台计算机的CPU、内存、硬盘都是固定的，有他自身的能力上限，而且存在单点故障问题

横向扩展

对于单机性能总是会有上限，不可能无限叠加，所以对于系统发展，只有一种解决方法，那就是横向扩展。

“人多力量大”在计算机系统发展中， 也适用，通过新机器的加入，运行相同或者不同的软件部分，实现系统整体的计算交付能力。

比如早期时候web应用，Nginx+多个tomcat，通过多个tomcat实现应用能力提升。

再比如，单机性能有限，为了能够承载更大的连接，存储更多的数据，很多系统采用分库分表，不管如何划分，系统总的数据存储量以及tps 必然是远超出一台计算机。

当然，这些场景又叫做集群，从逻辑角度广义的看，我认为集群就是分布式系统的一种。

细致比较的话，集群是个物理形态，分布式是个工作方式。

知乎有一个回答，说的比较严谨

[分布式与集群的区别是什么？ - 知乎 (zhihu.com)](https://www.zhihu.com/question/20004877)

从干预式管理到自管理

比如第一幅图中的，Nginx+多tomcat，对于多个tomcat 他们之间并没有协调相关的任务，各自是独自运行的；

比如某台服务器宕机，其他机器也不会关注，也不涉及主从切换，也不涉及选主等。

如果想要对他们进行管理，比如某机器宕机后，自动拉起，可能需要安装一个看门狗程序等，诸如此类都是额外需要我们人工干预的。

三个server并不会有什么协作配合，各自独立运行的，也没有什么数据共享。

现在的一些中间件，比如redis，他们对外统一整体的提供服务，高内聚，对于使用者来说到底有几台机器，数据如何分布，并不需要很关注，只要按照提供的方法、逻辑进行访问就可以了，他们之间的选主、主从切换都是自管理的，对于使用者来说无需关注。

当下主流的中间件或者系统，比如ES、HBASE、kafka、rocketMQ等等，都是这种自管理的分布式系统。

ps:此处的自管理指的是整个系统多个节点之间，可以自行协作，不需要外部的干预，这整个系统是自治的。

分布式系统定义

定义：

分布式系统是其组件分布在连网的计算机上，组件之间通过传递消息进行通信和协调的系统。

分布式系统是若干独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说就像是单个相关系统。

这句话突出了两个重点，集合与透明。

分布式系统必然是运行于多台计算机，而这些计算机上面的程序组成了一个整体，对外提供整体的服务，是透明的。计算机技术中，透明一词经常出现，意味着无需关注。

从进程的角度来看，两个程序分别运行在两个台主机的进程上，它们相互协作最终完成同一个服务（或者功能），那么理论上这两个程序所组成的系统，也可以称作是“分布式系统”。

这些程序可能是相同的，也可能是不同的。

回到上面提到的集群和分布式系统区别的问题，那么如果这一组进程是相同的，那就可以称之为集群。

基本特性

分布性

分布式系统的可能运行在不同国家、地区、房间等等，仅仅依靠网络进行通信、协调以完成任务，在物理上他们是不同的节点，是独立的。

自治性

因为是独立的，包含自己的处理器与内存，他们能够独立的处理任务，也会有自身独立的资源等。

并行性

分布式系统中， 存在多个节点，这些节点完全运行于不同的系统上，所以任务自然能够分发到不同的机器进行处理。

全局性

有全局的进程通信机制，系统的所有调用对外是一致的，这也是透明性的保障，因为统一，所以透明。

因为分布式系统屏蔽了底层的细节，所以对外呈现很多东西都内部通信、管理、协调，尽可能的对最上层的应用、用户提供简洁、一致、统一的服务，所以很多东西对用户层应用都是透明的，这也是分布式系统设计比较复杂的原因，因为你需要屏蔽大量细节，如同操作系统对我们屏蔽了大量细节一样。

特点

分布式系统的缺点很明显，就是两个字，复杂。

不管是从设计还是开发，或者是维护、测试、运维等都会变得很复杂。

优点也很明显，能够弹性扩容，提供远远超过单机的计算、存储、并发能力。支撑复杂的、海量的业务场景。

而且通过分布式系统，单机节点对于计算机硬件要求降低，也节约了很多的成本。

应用

从场景上来说，大致分为两类，一种是底层支撑的中间件性质的，比如存储、通信、消息队列、配置中心、搜索引擎等；还有一类是分布式的业务应用。

互联网巨头那些能够承载海量用户、并发的系统，全都是分布式系统，不存在这样的单机可以胜任这样的任务。

日常学习中，也主要是这两部分，练好基本功，学好各种分布式系统的中间件，提升能力，能够设计出自己业务的分布式应用。

分布式系统设计

分布式系统很多的场景下，需要解决的问题并不是完全相同的，比如分布式存储、分布式消息队列，他们必然有很多差异，但是根本来讲，他们也都是不同的分布式系统应用，也会有很多共同点。

下面大致列举一些，大多数中间件设计开发时，经常会面临的一些问题，并不全面，也并不是学术角度的分析

做一个简单了解，后续学习分布式相关的中间件时，就会发现他们的身影。

中间件

由于分布式系统把多个应用程序以及本地计算机操作系统，封装对外呈现出一致的逻辑功能特性，逻辑上位于用户与和应用程序组成的高层次，以及与操作系统组成的低层次之间，所以又叫做中间件。

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