分布式

下面就要简单对于分布式进行一个认识了

单机架构

在进行了解分布式之前，先了解一下什么是单机架构

如上所示就是一个单机架构，对于单价架构来说，就是只有一台服务器，这个服务器可以负责处理所有的工作

我们假设这是一个电商网站，那么这个应用服务其实就是我们写的一个服务器程序，比如说有前面写的一个C++的httplib这样的程序，而这样的HTTP服务器是可以和MySQL数据库的服务进行结合起来的，那么对于MySQL来说，它本质上其实是一个客户端服务端结构的高层许，本体上是一个MySQL的服务器，这个服务器来负责进行数据的存储和组织的部分

而在大多的项目中，其实使用的就是这种比较典型的单机架构，单机架构的特点其实就是简单，并且由于现在计算机的硬件已经发达到了一定的程度，所以哪怕只有一个主机，其实已经是可以有比较高的性能了，可以支持比较大的并发和数据的存储

但是事实上，当业务到达一定程度的时候，其实一个主机已经很难进行处理了，那么就需要用到的是主机，其实本质上是硬件资源

一个主机上的硬件资源是有限的

这句话其实很好理解，因为在一台主机上，它的硬件资源包括但不限于有CPU，内存，硬盘，网络等等，当服务器收到请求的时候，其实都是需要消耗这些资源的，在同一时刻，如果处理的请求比较多，那么就会造成此时的某个硬件资源就不够用，那这是一个比较大的问题，对应该如何进行解决呢？

开源和节流

解决方式也比较简单，开源或者节流，下面一一进行分析

对于开源来说，其实就是新增一些新的硬件资源，比如说可以引入更大的内存，或者新加一些内存条等，但是这样的设计也是有问题的，因为一个硬件的数量是有限的，这就意味着，一个主机的性能是有上限的，当我们需要的性能到达这个瓶颈的时候，本质上就需要新增主机来进行资源

从某种意义来说，如果一旦引入了多台主机，就可以把系统称之为分布式系统了

对于节流来说，就需要用到一些专业知识来对于数据进行优化，需要对于性能测试来看到底是哪个模块出现了问题，这一般需要比较高的水平

应用数据分离架构

所以就引出了下面的这种架构体系模式，可以把应用服务器和存储服务器分开，例如：

下面分开来看这两个模块：

应用服务器：

对于应用服务器来说，里面可能包含有很多的业务，这些业务都会需要进行CPU和内存的资源

数据库服务器：

对于这种服务器来说，它就需要更大的磁盘空间，更快的数据访问速度，因此可以搭配有对应的SSD硬盘等

把这两个服务器进行分离，就可以到达一个更高的性价比

应用服务集群架构

应用服务器通常来说比较吃CPU和内存，那么如果CPU和内存都被吃掉了，那此时应用服务器就无法满足要求了，那此时怎么办？

其实一个比较好的解决措施就是多来几个应用服务器即可，这样就可以解决这样的问题，具体的设计模式如下所示：

看起来是两个应用服务器，实际上也可能是多个应用服务器，而对于应用服务器来说，用户的请求实际上会优先到达负载均衡器或者是网关服务器，之后会被分配到每一个应用服务器，所以这也就使得会诞生很多种不同的算法，来进行合适的分配

假设现在有1w个请求，经过分配后就可以让每一个服务器去分担5k个，这样就实现了分配的道理

负载均衡

上面说了负载均衡这个内容，那么现在问题来了，什么是负载均衡呢？

上图所示就是负载均衡的一个模式，其中需要注意的是上面的负载均衡器，这是什么东西？

这个东西就是负责进行负载分配的一个分配体，当所有的请求到来的时候，都需要这个内容来帮助进行请求的分配，所以这就意味着这个东西必然有很高的承担能力，这个承担能力是要远远高于普通的应用服务器的

但是这就可以了吗？其实也是不一定的，因为负载均衡器也可能会无法承受一个比较大的请求，此时就需要引入更多的负载均衡器，也就是我们俗称的引入多个机房，让多个机房共同来进行分配

但这其实并不是一件好事，因为风险总是和收益并存的，只是单纯这样的设计并不会有比较大的风险，但是随着机房的增多，机器的增多，这就意味着出现问题的概率就会大大增加，此时就会导致出现问题

读写分离

随着业务的增长，可以动态扩张服务器来进行压力的缓解，但是实际上，数据的压力会到达一个系统承载能力的上限，此时如果一味地去扩展数据库的服务器是不现实的，因为存在数据一致性的问题，例如对于同样的数据，如果在不同的机器上是不同的数据，那这必然是一件非常危险的事，所以就诞生了下面的模式-----主从分离架构

如何理解？只保留一个主要的数据库作为写入数据库，其他的数据库都是作为从属数据库，从库的数据全部来源于主库的数据，在经过同步之后，从库中就一直维护着的是和主库一致的数据

我们为了分担数据库的压力，可以让数据的请求全部交给主库来处理，但是读的请求可以分配到各个库当中，在大多数的系统中，读的比例是要远远高于写的比例的，所以就有了读写分离这样的架构体系

主服务器一般是一个，从属服务器一般是多个，这叫做一主多从，让数据库也通过负载均衡的方式，让应用服务器来进行访问

冷热分离架构

但是数据库有一个天然的问题，那就是响应速度比较慢，那么如何解决这个问题？此时就引入了所谓冷热分离架构体系

把数据区分为冷热两个部分，把热点数据缓存到缓存中，在缓存中的访问速度就要比数据库块多了，具体的实例如下所示：

如上所示，在原来的基础上新增一个缓存服务器，这个缓存服务器就会帮助数据库服务器进行负重前行，而在缓存服务器当中其实存放的只是一小部分的热点数据，也就是会频繁访问到的数据，缓存虽然快，但不是没有代价的，那就是它很小，这也就解释了不会有完美的解决方案，只是会有不同的优化场景

垂直分库

引入了分布式系统，不光要去应对更高的并发量，但是也要应对更大的数据量，因此存储，也就变成了一个比较大的问题

是否可能会出现的场景是，一台数据库服务器已经存不下数据了呢？当然会出现这样的情况，既然一个主机存不下，那么就需要用到更多的主机来进行存储，所以下面引入的这个模式架构体系，就是叫做分库分表

简单来说，就是本来一个数据库服务器，这个数据库服务器上有多个数据库，现在就可以引入多个数据库服务器，让每一个数据库服务器去存储一个或者一部分数据库，甚至说，当一个表特别大的时候，也可以对于表进行拆分

微服务架构

在之前的应用服务器当中，一个服务器中可能做了很多的业务，这就会导致一个服务器的代码会变的非常的复杂，为了解决这样的问题，就可以使用一个微服务的概念，把一个复杂的服务器拆解为更多的，功能更加单一的更小的服务器

微服务就使得服务器的种类和数量增加了