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分布式系統架構設計三大原則 分布式系統架構設計有哪些優化策略

本文章由注冊用戶 知無涯 上傳提供 2024-11-30 評論 0
摘要:分布式系統的架構設計直接關系到分布式系統的性能表現,進行架構設計時,要注意三大原則,分別是高可用設計、高并發設計和高性能設計,設計過程中,為了優化架構,可以采用數據分片、負載均衡、緩存機制、異步處理、分布式事務、容錯處理等策略。下面一起來詳細了解一下分布式系統架構設計三大原則以及分布式系統架構設計有哪些優化策略吧。

一、分布式系統架構設計三大原則

分布式系統是硬件或軟件組件分布在不同的網絡計算機上,彼此之間僅僅通過消息傳遞進行通信和協調的系統,對分布式系統的架構進行(xing)設計時,要注意三大原則:

1、高可用設計

高可用(yong)HA(High Availability)是分(fen)布(bu)式系統架構設計(ji)中必須考慮的因素之一,它通(tong)(tong)常是指,通(tong)(tong)過設計(ji)減少系統不(bu)能提供服(fu)務的時間。通(tong)(tong)常會通(tong)(tong)過設計(ji)冗余 自動故障(zhang)轉移來保證(zheng)系統的高可用(yong)特性。

2、高并發設計

(1)有狀態設計(ji):是指進(jin)程在(zai)本(ben)地內存(cun)或磁盤上(shang)存(cun)儲自(zi)己完成(cheng)代碼邏輯需(xu)要(yao)的數據,并且(qie)進(jin)程啟動時需(xu)要(yao)將數據加載(zai)到(dao)內存(cun)或要(yao)求數據文件在(zai)本(ben)地磁盤上(shang)存(cun)在(zai)才能正(zheng)常(chang)運(yun)行的服務(wu)。

(2)無狀(zhuang)態(tai)設(she)計(ji):對單(dan)次(ci)(ci)請求的(de)處理(li),不依(yi)賴其他(ta)請求,也就是說(shuo),處理(li)一次(ci)(ci)請求所需的(de)全部信(xin)息(xi)(xi),要(yao)么都包含(han)在這個請求里,要(yao)么可以從(cong)外部獲取(qu)到(比如說(shuo)數(shu)據(ju)庫(ku)),服務器(qi)本身不存儲任何信(xin)息(xi)(xi)。無狀(zhuang)態(tai)設(she)計(ji)的(de)設(she)計(ji)如果涉及到要(yao)存儲信(xin)息(xi)(xi),有兩種(zhong)方式可以選擇(ze):客戶端保存、服務端保存。

3、高性能設計

以用戶(hu)為中心,提供快速的網頁(ye)訪問體(ti)驗。主(zhu)要參數有較短的響應時間、較大的并(bing)發處理能力、較高的吞(tun)吐量與穩定的性能參數。

二、分布式系統架構設計有哪些優化策略

分布式系統架構設計過程中,可(ke)以采用一些策(ce)略對其進(jin)行優(you)化,常見的(de)優(you)化策(ce)略有:

1、數據分片

將(jiang)數據(ju)按(an)照(zhao)特定的(de)規則進行(xing)分(fen)片存儲,可(ke)(ke)以實(shi)現數據(ju)的(de)橫向擴展,提高系(xi)統的(de)性能和(he)可(ke)(ke)擴展性。數據(ju)分(fen)片可(ke)(ke)以基于哈(ha)希、范圍、一致性哈(ha)希等算(suan)法(fa)進行(xing)實(shi)現。

2、負載均衡

通過(guo)負(fu)載均衡策略,合理地分配和調度(du)系(xi)統(tong)的(de)請(qing)求,可以(yi)避免單個節點負(fu)載過(guo)重(zhong)的(de)問題(ti),提高系(xi)統(tong)的(de)性能和可靠(kao)性。負(fu)載均衡可以(yi)采用輪詢、隨機、最少連(lian)接等算法進行實現(xian)。

3、緩存機制

通(tong)過緩存(cun)(cun)機(ji)制(zhi),可以將系(xi)統(tong)經常訪問的數據緩存(cun)(cun)到內存(cun)(cun)中,減少對數據庫(ku)的訪問,從而提高系(xi)統(tong)的性能和吞吐量。緩存(cun)(cun)機(ji)制(zhi)可以采(cai)用本地緩存(cun)(cun)、分布式緩存(cun)(cun)等方式進行實(shi)現(xian)。

4、異步處理

通過異(yi)(yi)步(bu)處(chu)理機制,可(ke)以將(jiang)某些復雜的操作異(yi)(yi)步(bu)化(hua),解(jie)放主線程,提高系統(tong)的并(bing)發(fa)性能和響應速度。異(yi)(yi)步(bu)處(chu)理可(ke)以采用消息隊(dui)列、事件驅(qu)動等方式進行實現(xian)。

5、分布式事務

通過分(fen)布式事務機制,可(ke)以(yi)(yi)保(bao)證多(duo)個節點之(zhi)間的(de)數據一致性(xing)(xing)(xing)和(he)可(ke)靠性(xing)(xing)(xing),從(cong)而提高(gao)系統(tong)的(de)穩定性(xing)(xing)(xing)和(he)可(ke)用(yong)性(xing)(xing)(xing)。分(fen)布式事務可(ke)以(yi)(yi)采用(yong)兩階段(duan)提交(2PC)、補償事務等方式進行實現。

6、容錯處理

通(tong)過容錯(cuo)處(chu)(chu)理(li)機制,可(ke)以(yi)保證系統在發(fa)生故障時能夠自(zi)動恢復和重啟,從而提(ti)高系統的可(ke)用(yong)性(xing)和穩定性(xing)。容錯(cuo)處(chu)(chu)理(li)可(ke)以(yi)采用(yong)備份(fen)、容器化、快(kuai)速(su)故障轉移等(deng)方(fang)式(shi)進行實現。

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