1、分布式系统中的不可变架构：原理、应用与实现

分布式系统中的不可变架构：原理、应用与实现

1. 引言

在2001年，一个团队尝试使用J2EE 1.3构建分布式礼品卡处理器，而销售点系统则用Microsoft Visual C++ 6.0编写。当时新出现的SOAP协议虽有潜力让C++客户端与Java服务器通信，但实际应用中问题重重。网络可靠性差，交易日志混乱，消息丢失和重复问题频发。经过多年的努力和失败，团队逐渐认识到“两将军问题”，并采用最终一致性设计出解决方案。然而，这一过程让开发者意识到传统方法的局限性，从而催生了历史建模和不可变架构的概念。

2. 不可变架构的必要性

• 分布式计算的谬误
  • 网络不可靠 ：网络传输中会出现消息丢失、重复等问题，导致系统状态不一致。
  • 延迟不为零 ：消息传输需要时间，不同节点之间的延迟会影响系统的实时性。
  • 拓扑变化 ：网络拓扑结构的变化可能导致消息路由失败。
• 两将军问题 ：该问题揭示了在不可靠网络中达成一致决策的困难。即使通过确认和回执机制，也无法完全保证消息的可靠传递。
• 不可变架构的优势 ：不可变架构通过将历史事实视为不可修改和销毁的，利用前驱/后继关系来组织数据，避免了共享可变状态带来的问题。例如，Git、区块链和Docker等都是不可变架构的典型应用。