分布式系统架构中的中间件

分布式系统： A distributed system is one in which components located at network computers communicate and coordinate their actions only by passing messages.

由于单机处理能力存在瓶颈，而升级单机处理能力的性价比越来越低，出于稳定性和可用性的考虑，就出现了分布式系统的架构方案。将分布式系统中的一些通用功能提出来形成了中间件，常用的有消息系统，服务框架，数据访问等。

1）  消息中间件，应用于解耦，提供分布式环境下完成事务。

消息系统的引入是为了解耦服务调用。消息发送的一致性是指产生消息的业务动作和消息发送一致。

JMS中基本元素的关系：

ConnectionFactory ->Connection ->Session ->Message

Destination+Session -> MessageProvider

Destination + Session -> MessageConsumer

JMS可以解决消息一致性问题，但存在限制且成本较高。JMS Queue模型也称为PTP方式，Topic模型称为Pub/Sub方式。分布式系统中的消息模型需求：

-消息发送方和接收方都是集群

-同一个消息的接收方可能有多个集群进行处理

-不同集群对于同一消息的处理不能相互干扰

 

2）  远程调用和对象访问中间件即服务框架，服务框架对应用进行拆分，完成服务化

服务框架的自身部署有两种：一种是把服务框架作为应用的一个依赖包并与应用一起打包；另一种是服务框架作为容器的一部分，或变为一个容器来提供远程调用和远程服务的功能。

服务框架自身用的类与应用用到的类都控制在User-Defined Class Loader级别，这样就实现了相互间的隔离。

服务框架可以使用基于接口，方法和参数的路由。流量控制是保证系统的稳定性，是为了控制到服务提供者的请求的流量，一般从两个维度考虑：

-根据服务自身的接口、方法做控制，针对不同的接口、方法设置不同的阈值，能够使服务端的不同接口、方法之间的负载不互相影响。

-根据来源做控制，根据不同来源设置不同的限制，一般用在比较基础的服务上。

服务框架是点对点模型，且一般是同构系统，企业服务总线是总线式模型，可以是异步系统。

 

3）  数据访问中间件，数据拆分以及数据的管理，扩容，迁移等。

使用数据库是一种读写数据的选择。数据库减压的方式有三：a优化应用，b引入缓存和搜索引擎，c数据和访问拆分。

数据库垂直或水平拆分后，要涉及分布式事务。分布式事务是指事务的参与者、支持事务的服务器，资源服务器以及事务服务器分别位于分布式系统的不同节点上。DTP定义了三个组件:

-application grogram，即应用程序，定义事务边界

-resource manager，资源管理器，理解为一个DBMS，资源必须实行XA规范定义的接口。

-transaction manager，事务管理器，负责协调和管理事务，并提供api并管理资源管理器，还控制着全局事务，管理事务的生命周期，并协调资源。

 在分布式系统中，在提交之前增加了准备的阶段，成为两阶段提交。Paxos是一个比两阶段提交要轻量的保证一致性协议。CAP理论指出了consistency,availablity和partition-tolerance三个约束中最大满足两个。

从工程上看，最好避免分布式事务，如果必须使用，则考虑最终一致的方法，不要追求强一致。处理多主机sequence问题，一般采用独立ID生成器，或者id的生成逻辑直接放入应用本身。跨库join的解决方法，把join操作分成多次数据库操作，或者对常用信息冗余形成单表查询，再者就要借助搜索引擎解决跨库问题了。外键约束一般要求分库后每个单库的数据是内聚的。跨库查询一般要结果合并，并尽量避免排序分页操作。