分布式系统

1 单块系统

在一些中小型的传统软件公司里工作，那么很有可能现在在做的系统是如下这个样子：

所有的代码都在一个工程里，最多可能就是通过maven等构件工具拆分了一下代码工程模块，不同的模块可以放在不同的工程代码里。

在部署的时候，可能就是直接在线上的几台机器里直接放到里面的tomcat下来运行。

然后在web服务器前面可能会有一层负载均衡服务器，比如用nginx或者是其他的负载均衡设备。

Load balancing，即负载均衡，是一种计算机技术，用来在多个计算机（计算机集群）、网络连接、CPU、磁盘驱动器或其他资源中分配负载，以达到最优化资源使用、最大化吞吐率、最小化响应时间、同时避免过载的目的。
将负载（工作任务，访问请求）进行平衡、分摊到多个操作单元（服务器，组件）上进行执行。是解决高性能，单点故障（高可用），扩展性（水平伸缩）的终极解决方案。

很多流量很小的企业内部系统，比如OA、CRM、财务等系统，甚至可能就直接在一台机器的tomcat下部署一下。

然后直接配置一下域名解析，就可以让这个系统的可能几十个，或者几百个用户通过访问域名来使用这个软件了。

至于说系统的依赖大概来说很可能只有一个，那就是MySQL、Oracle等关系型数据库，可能会在某台机器上专门部署一个数据库，让应用系统来使用。

这就是典型的单块系统，所有代码在一个工程，部署在一个tomcat里即可，这里包含了系统所有的功能。哪怕就部署一台机器，这个系统也可以运行，只不过为了所谓的“高可用”，可能一般会部署两台机器，前面加一层负载均衡设备，这样其中一个机器挂了，另外一个机器上还有一个系统可以用。

这种单块系统，如果是一个10人以内的小团队大家一起维护和开发一个用户数量不多，请求量不大的系统，也是没问题的，还挺方便的。搞一个代码仓库，就一份代码，每个人都在自己本地写代码，最后把代码合并一下，做做测试，然后就直接部署基于Tomcat来就可以了。

但是问题就在于说，如果你的团队超过了10个人，比如有20个人，甚至几十个人，上百个人要一起协作开发这个系统，然后里面的业务逻辑特别多，可能功能模块多达几百个。这个时候就麻烦了，你要是还用那种单块系统的模式，那肯定是很痛苦的。

因为几十个人维护一个单块系统，大家在一个工程里写代码，大量的冲突以及代码合并都会让人崩溃。

而且部署的时候会有各种冲突，比如某个功能模块要上线了，但是他必须得把整个单块系统所有的功能都回归测试一遍才敢上线。

因为大家的代码都在一个工程里，都是耦合在一起的，你修改了代码，必须全部测试一遍才能保证系统正常。

所以说这个时候，就必须想办法把系统改造成分布式系统了。

2 分布式系统

这个时候就可以尝试把一个大的系统拆分为很多小的系统，甚至很多小的服务，然后几个人组成一个小组就专门维护其中一个小系统，或者每个人维护一个小服务。

简单来说，就是分而治之，这样每个人可以专注维护自己的代码。

然后不同的小系统自己开发、测试和上线，都不会跟别人耦合在一起，可以自己独立进行，非常的方便，大大简化了大规模系统的开发成本。

不同的子系统之间，就是通过接口互相来回调用，每个子系统都有自己的数据库，大家看下面的图。

3 分布式系统存在的技术问题

3.1 分布式服务框架

• 如果要让不同的子系统或者服务之间互相通信，首先必须有一套分布式服务框架。也就是各个服务可以互相感知到对方在哪里，可以发送请求过去，可以通过HTTP或者RPC的方式。
• 最常见的技术就是dubbo以及spring cloud，当然大厂一般都是自己有服务框架。

3.2 分布式事务

• 一旦系统拆分为了多个子系统之后，那么一个贯穿全局的分布式事务应该怎么来实现？
• 这里需要了解TCC、最终一致性、2PC等分布式事务的实现方案和开源技术。

3.3 分布式锁

• 不同的系统之间如果需要在全局加锁获取某个资源的锁定，此时应该怎么来做？
  毕竟大家不是在一个JVM里了，不可能用synchronized来在多个子系统之间实现锁吧，是不是？

3.4 分布式缓存

• 如果你原来就是个单块系统，那么你其实是可以在单个JVM里进行本地缓存就可以了，比如搞一个HashMap来缓存一些数据。
  但是现在你有很多个子系统，他们如果要共享一个缓存，你应该怎么办？是不是需要引入Redis等缓存系统？

3.5 分布式消息系统

• 在单块系统内，就一个JVM进程内部，你可以用类似LinkedList之类的数据结构作为一个本地内存里的队列。
  但是多个子系统之间要进行消息队列的传递呢？那是不是要引入类似RabbitMQ之类的分布式消息中间件？

3.6 分布式搜索系统

• 如果在单块系统内，你可以比如在本地就基于Lucene来开发一个全文检索模块，但是如果是分布式系统下的很多子系统，你还能直接基于Lucene吗？
  明显不行，你需要在系统里引入一个外部的分布式搜索系统，比如Elasticsearch。

3.7 其他

• 分布式配置中心、分布式日志中心、分布式监控告警中心、分布式会话，等等，都是分布式系统场景下需要使用和了解的一些技术。
• 沿用单块系统时代的那些技术已经不行了，比如说单块系统的时候，直接在本地用一个properties文件存放自己的配置即可，日志也写到本地即可。
  但是分布式时代呢？
  那么多的子系统，怎么共享同一份配置？怎么把各个系统的日志聚合写到一个地方来查看？

4 总结

• 系统一旦分布式了之后，通信、缓存、消息、事务、锁、配置、日志、监控、会话，等等各种原来单块系统场景下很容易解决的问题，都会变得很复杂，需要引入大量外部的技术。

【参考文档】
Java同学找工作最懵圈的问题：到底啥是分布式系统开发经验