40、分布式系统的数据共享策略与一致性探讨

分布式系统的数据共享策略与一致性探讨

1. 数据共享决策的重要性

在考虑避免单点故障和恢复策略时，需要决定是否以及如何在节点、节点族和集群之间复制数据。这些决策会影响系统的可用性（包括容错性、弹性和可靠性）以及可扩展性。有些决策可以推迟到系统压力测试和基准测试时再做，而有些则可以根据已知需求和过往设计类似系统的经验提前确定。在分布式系统中，访问和移动数据是最具挑战性的任务之一，可能成为严重的瓶颈。对于每个表和状态，有三种数据复制策略可供选择：不共享、部分共享和全共享，应明智地选择最符合目标规模或可用性水平的策略。

2. 不共享（Share nothing）架构

2.1 架构原理

不共享架构中，任何数据或状态都不共享，可针对特定节点、节点族或集群。在解决了硬件、网络和负载均衡等底层基础设施问题后，这种架构可实现线性可扩展的系统。因为每个节点集合都有自己独立的数据和状态副本，能够独立运行。当需要扩展时，只需添加更多基础设施并重新配置负载均衡器。

2.2 示例流程

以下是一个登录请求的示例流程：
1. 客户端（Client1 和 Client2）发送登录凭证以启动会话，请求通过负载均衡器转发到前端节点之一。
2. 前端节点将请求转发到其主逻辑节点，逻辑节点检查客户端凭证并创建会话，将会话状态存储在数据库中。
3. 若存储 Client1 会话数据的节点崩溃，Client1 发送新请求，前端节点将其转发到备用逻辑节点，备用逻辑节点因不知会话信息而拒绝请求。
4. Client1 收到未知会话错误后，发送新的登录请求，由第二个逻辑节点处理。此后，该客户端的所有请求应转发到包含会话