分布式架构演进过程

在介绍架构之前，为了避免部分读者对架构设计中的一些概念不了解，下面对几个最基础的概念进行介绍： 1：分布式 系统中的多个模块在不同的服务器上部署，即可称为分布式系统，如Tomcat和数据库分别部署在不同的服务器上，或两个相同功能的Tomcat 分别部署在不同的服务器上。 2：高可用 分布式架构演进过程是伴随着互联网业务发展和技术挑战不断演变的过程，旨在提高系统的可扩展性、稳定性和性能。本文将深入探讨分布式系统的关键概念以及架构演进的各个阶段。 1. **基本概念** - **分布式系统**：由分布在不同服务器上的多个模块组成的系统，如Tomcat和数据库分开部署，或者相同功能的Tomcat部署在不同服务器上。 - **高可用**：系统在部分节点故障时仍能继续提供服务，确保业务连续性。 - **集群**：同一类型服务部署在多台服务器上形成的整体，如Zookeeper集群，提供集中配置服务。 - **负载均衡**：通过策略将请求分发到多个节点，平衡系统负载，例如Nginx和HAProxy。 - **正向代理**：内部网络通过代理服务器访问外部网络，外部看到的是代理服务器的访问。 - **反向代理**：外部请求通过代理服务器转发到内部服务器，对外表现为与代理服务器交互。 2. **架构演进** - **2.1 单机架构**：初期阶段，应用和数据库部署在同一台服务器，随着用户增长，资源竞争加剧。 - **2.2 第一次演进**：Tomcat与数据库分开部署，减轻资源争抢，但数据库读写成为瓶颈。 - **2.3 第二次演进**：引入本地缓存和分布式缓存（如memcached和Redis），减少数据库压力，需关注缓存一致性、穿透、击穿、雪崩等问题。 - **2.4 第三次演进**：引入反向代理实现负载均衡，如Nginx，增加并发处理能力，但数据库仍然是瓶颈。 - **2.5 第四次演进**：数据库读写分离，读库可扩展，同步机制保证数据一致性，缓存处理最新数据需求。 - **2.6 第五次演进**：按业务分库，减少业务间竞争，支持更大并发，但牺牲了跨业务查询的便利性。 - **2.7 第六次演进**：大表拆分，通过哈希路由到小表，水平扩展提升数据库性能，如Mycat支持的分库分表。 在演进过程中，技术选型和解决方案的选择至关重要，例如，数据库中间件如Mycat用于读写分离和分库分表管理，数据同步工具如Binlog实现数据库间的实时同步，反向代理如Nginx和HAProxy用于负载均衡和七层处理，缓存技术如Redis和memcached优化数据访问速度，以及一致性算法如Paxos或Raft保证分布式系统的一致性。 随着业务的复杂性和规模的扩大，分布式架构的演进是一个持续的过程，需要不断优化和调整以适应新的挑战。这包括但不限于微服务化、服务网格、容器化、云原生等方向，以进一步提升系统的可扩展性、容错性和运维效率。同时，随着新技术的发展，如Serverless和Kubernetes，分布式架构的未来将更加灵活和智能化。