對于每一個程序員來說，大家一聽分布式架構，一般第一反應都是，高端霸氣上檔次。例如阿里巴巴的各個系統(tǒng)都部署在不同的機器上，并且還分布在杭州、上海、深圳等不同的服務器上。華為的服務器也會分布在世界不同的區(qū)域，從而保證滿足全球用戶的使用。

我們常常在各種招聘廣告上面看到，熟悉分布式系統(tǒng)的開發(fā)，那么，分布式究竟是怎么一回事，這么講，小孩子都能聽懂。

背景

有人認為，分布式就是分模塊進行開發(fā)，分模塊進行部署，分布式的核心就是分模塊。但分模塊并不是分布式的概念，早在上世紀90年代，就有人提出了按照模塊劃分軟件功能。這在軟件工程上，分模塊可以更好地進行解耦，在工作中，分模塊也可以更好地進行分工。雖然分模塊進行開發(fā)，但是他們?nèi)匀徊渴鹪谙嗤臋C器上。隨著軟件的發(fā)展尤其是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的單體架構越來越不行了，主要表現(xiàn)為以下三個方面：

• 性能問題，在早起的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，硬件的發(fā)展非常迅速，幾乎每一代新的電腦芯片，都能比上一代性能翻一番，但是，隨著摩爾定律的失效，硬件的提升已經(jīng)更不上軟件行業(yè)的發(fā)展，我們常常說因特爾擠牙膏，因為現(xiàn)在芯片的性能要翻一番需要好幾代產(chǎn)品了。所以，單體的架構的性能問題就爆發(fā)出來，無法跟上時代的腳步。
• 難以擴展，原來各個模塊上只是邏輯上的隔離，但仍然部署在同一臺機器。各個模塊之間，用著永洋的物理內(nèi)存，同樣的硬盤，同樣的網(wǎng)卡，實際上各個模塊依賴非常密切，就像一臺精密的機器，有成千上萬個齒輪，每一個模塊的變動都會帶動其他齒輪的轉動。
• 系統(tǒng)可用性低，不難想象，所有的模塊都不熟在同一個機器上，如果有一個模塊出問題，例如突然占滿整個磁盤、或者內(nèi)存泄漏，都會影響系統(tǒng)上的其他模塊，從而造成整個系統(tǒng)的崩潰。

特點

相對于傳統(tǒng)的單體結構，分布式的最重要的有點有下面幾點:

• 更容易開發(fā)跟實現(xiàn)新功能，在傳統(tǒng)的單體結構中，模塊之間的依賴是非常嚴重的，你要實現(xiàn)一個功能，還需要評估對其他模塊的影響。而在分布式的設計中，模塊與模塊之間，是通過接口來進行交互，一個模塊的內(nèi)部實現(xiàn)對另外的模塊來說是透明的，影響更小。
• 單點故障的影響氛圍更小，傳統(tǒng)的單體架構的存在的一個嚴重問題，就是一個模塊的故障容易引起整個系統(tǒng)不可用。舉個簡單的例子，在電商系統(tǒng)中，評價系統(tǒng)可能不是那么重要，結果有一天評價系統(tǒng)故障內(nèi)存泄漏，造成機器不斷重啟，就非常可能影響部署在同一臺機器上的其他應用。分布式部署則可以大大地降低故障的概率，當然，分布式也會有故障問題，這就需要優(yōu)秀的分布式架構師設置合理合適的框架，合理地進行部署，來規(guī)避單點故障帶來的大面積故障。
• 系統(tǒng)吞吐量更大，以往的單點部署模塊，受限于單臺機器的性能。在分布式架構中，對于有性能瓶頸的模塊，我們可以采用異步或者部署更多的機器，解決單機性能瓶頸的問題又提高了機器的利用率。舉個簡單的例子，數(shù)據(jù)庫模塊，對磁盤的性能及容量要求更高，我們可以部署在磁盤更好的機器，對于緩存這種對CPU、內(nèi)存容量要求更高的機器，從而達到機器更高的利用率。

分布式雖然解決了很多難題，但也是有不少缺點與難點的，所以需要各位程序員，各位架構師進行攻克與架構。

主要難點

• 異構系統(tǒng)標準不統(tǒng)一，在分布式系統(tǒng)中，每個模塊都可以選擇自己的開發(fā)語言，部署環(huán)境，每個系統(tǒng)都可以選擇自身的數(shù)據(jù)結構與通信協(xié)議。可能有人喜歡用HTTP協(xié)議進行通信，有人是是google公司的gRPC,有人是Twitter公司的thrift。而且協(xié)議體、錯誤代碼、錯誤信息等數(shù)據(jù)結構都可能不一致，這不僅給開發(fā)帶來不便，還給統(tǒng)一監(jiān)控跟治理帶來不少麻煩。
• 故障概率更大，因為機器數(shù)量變多，單機的性能與質量可能就沒之前的那么好了，同時維護開發(fā)的人變多，單機故障的概率反而會大于單機結構。這是必然的現(xiàn)象，一個沒有處理過故障的工程師不是一個好碼農(nóng)。這就需要我們設計合理的分布式架構，降低故障的概率跟影響面，同時也要自動化運維，畢竟人總是會犯錯的，而且經(jīng)常犯。
• 服務依賴問題，不要以為一臺機器掛了整個程序就掛了只有在單體架構才會發(fā)生，在分布式的環(huán)境中，也會存在一些關鍵服務，一旦掛掉，往往會行程多米諾效應，造成雪崩。例如聊天軟件中維護用戶登錄態(tài)的Session服務，如果一旦故障，那么所有的服務都可能丟失登錄態(tài)，從而造成整個服務不可用。

怎么做

為了解決分布式帶來的問題，就需要各個程序員跟架構師大展身手了，無論是什么辦法，無外乎為了下面兩個事情：

• 是提高系統(tǒng)吞吐，
• 是提高系統(tǒng)的可用性。