高可用性软件架构设计和实现
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2020-10-20
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高可用性软件架构设计和实现高可用性软件架构设计和实现
硬件冗余可以极大地提高计算机应用系统的可用性，然而，一旦关键硬件出现故障或数据库宕机，正在进行中
的业务流程通常会中断。探讨了一种如何实现应用系统高可用性的软件架构的设计方案，以弥补纯硬件冗余应
用系统的不足。
摘摘 要：要： 硬件冗余可以极大地提高计算机应用系统的可用性，然而，一旦关键硬件出现故障或数据库宕机，正在进行中的业务
流程通常会中断。探讨了一种如何实现应用系统
关键词：关键词： 高可用性；
在业内，计算机应用系统的可用性定义为计算机应用系统保持正常运行时间的百分比，通常用表1所示的“9”的个数来划分可
用性的类型。
通常，硬件冗余(容错计算机、双机或多机集群、磁盘阵列、SAN等)、数据复制、合理的灾难备份和恢复策略都可以极大地
提高计算机应用系统的可用性。正因为如此，当前，对于计算机应用系统的高可用性、业务的可持续性要求，业内通常以硬件
系统的高可用性来应对或代替。常见的解决方案是双机(或多机)集群方案或直接采用容错计算机来保障系统的高可用性，应用
软件的设计和开发往往仅注重业务流程的分析和过程控制。在这种完全依赖硬件来保障整个系统的可用性的系统里，一旦关键
硬件出现故障或数据库宕机，正在进行中的业务流程(如需较长执行时间的事务处理、后台批处理过程等)必然会中断，这是因
为双机切换也需要时间。对此，应用软件本身并无多少作为，该类业务必须等待系统重新恢复后全部或部分重做。
本文以基于大型数据库的应用系统为例，从“软件容错”设计的概念出发，参考“分布式”数据库结构设计，以“系统服务总线”为
核心，给出了一种可行的高可用性软件架构的设计方案，可以极大地提高应用软件的可用性和业务系统的可持续性。无论是传
统的C/S架构，还是近年来流行的B/S架构，本文中给出的设计方案都有一定的参考意义。
1 软件结构模型软件结构模型
任何基于大型数据库的应用系统，都可以抽象为对数据的“读”和“写”操作。至于客户端如何展现“读”到的数据，以及“客户
端”与“服务端”基于何种通信协议通信，不在本文讨论之列。
软件结构的设计其实就是针对“读”和“写”的一系列流程的设计。如何最大限度地保证系统中的所有“硬件”和“软件”协同工作，
正确完成每一次“读”和“写”的操作，也就是对系统“高可靠性”和“高可用性”的要求。
图1是基于“软件容错”和“
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