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• 從單塊系統(tǒng)說起
• 團隊越來越大，業(yè)務越來越復雜
• 分布式出現(xiàn)：龐大系統(tǒng)分而治之
• 分布式系統(tǒng)所帶來的技術問題
• 一句話總結：什么是分布式系統(tǒng)設計和開發(fā)經(jīng)驗
• 補充說明：中間件系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)系統(tǒng)

前言

現(xiàn)在有很多Java技術方向的同學在找工作的時候，肯定都會去招聘網(wǎng)站上找職位投遞簡歷。

但是在很多職位JD上往往會有這樣的一個要求：熟悉分布式系統(tǒng)理論、設計和開發(fā)，具備復雜分布式系統(tǒng)構建經(jīng)驗。

之前不少同學后臺留言問過我：這個分布式系統(tǒng)的設計和開發(fā)經(jīng)驗，到底指的是什么？那么這篇文章就給大家來解釋一下這個問題。

一、從單塊系統(tǒng)說起

要說分布式系統(tǒng)是什么東西，那么就得先從單塊系統(tǒng)開始說起。

很多同學應該都知道，如果你在一些中小型的傳統(tǒng)軟件公司里工作，那么很有可能現(xiàn)在在做的系統(tǒng)是如下這個樣子。

所有的代碼都在一個工程里，最多可能就是通過maven等構件工具拆分了一下代碼工程模塊，不同的模塊可以放在不同的工程代碼里。

在部署的時候，可能就是直接在線上的幾臺機器里直接放到里面的tomcat下來運行。

然后在web服務器前面可能會有一層負載均衡服務器，比如用nginx或者是其他的負載均衡設備。

很多流量很小的企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)，比如OA、CRM、財務等系統(tǒng)，甚至可能就直接在一臺機器的tomcat下部署一下。

然后直接配置一下域名解析，就可以讓這個系統(tǒng)的可能幾十個，或者幾百個用戶通過訪問域名來使用這個軟件了。

至于說系統(tǒng)的依賴大概來說很可能只有一個，那就是MySQL、Oracle等關系型數(shù)據(jù)庫，可能會在某臺機器上專門部署一個數(shù)據(jù)庫，讓應用系統(tǒng)來使用。

大家看看下面的圖，體會一下這種單體架構。

這種系統(tǒng)在很多中小型公司里現(xiàn)在還是比較多的，就是典型的單塊系統(tǒng)，所有代碼在一個工程，部署在一個tomcat里即可，這里包含了系統(tǒng)所有的功能。

你哪怕就部署一臺機器，這個系統(tǒng)也可以運行，只不過為了所謂的“高可用”，可能一般會部署兩臺機器，前面加一層負載均衡設備，這樣其中一個機器掛了，另外一個機器上還有一個系統(tǒng)可以用。

二、團隊越來越大，業(yè)務越來越復雜

其實上面說的那種單塊系統(tǒng)，如果是一個10人以內(nèi)的小團隊大家一起維護和開發(fā)一個用戶數(shù)量不多，請求量不大的系統(tǒng)，也是沒問題的，還挺方便的，對吧。

你搞一個代碼倉庫，然后就一份代碼，每個人都在自己本地寫代碼，最后把代碼合并一下，做做測試，然后就直接部署基于Tomcat來就可以了。

但是問題就在于說，如果你的團隊超過了10個人，比如有20個人，甚至幾十個人，上百個人要一起協(xié)作開發(fā)這個系統(tǒng)，然后里面的業(yè)務邏輯特別多，可能功能模塊多達幾百個。這個時候就麻煩了，你要是還用那種單塊系統(tǒng)的模式，那肯定是很痛苦的。

因為幾十個人維護一個單塊系統(tǒng)，大家在一個工程里寫代碼，大量的沖突以及代碼合并都會讓人崩潰。

而且部署的時候會有各種沖突，比如某個功能模塊要上線了，但是他必須得把整個單塊系統(tǒng)所有的功能都回歸測試一遍才敢上線。

因為大家的代碼都在一個工程里，都是耦合在一起的，你修改了代碼，必須全部測試一遍才能保證系統(tǒng)正常。

所以說這個時候，就必須想辦法把系統(tǒng)改造成分布式系統(tǒng)了。

三、分布式出現(xiàn)：龐大系統(tǒng)分而治之

這個時候就可以嘗試把一個大的系統(tǒng)拆分為很多小的系統(tǒng)，甚至很多小的服務，然后幾個人組成一個小組就專門維護其中一個小系統(tǒng)，或者每個人維護一個小服務。

簡單來說，就是分而治之，這樣每個人可以專注維護自己的代碼。

然后不同的小系統(tǒng)自己開發(fā)、測試和上線，都不會跟別人耦合在一起，可以自己獨立進行，非常的方便，大大簡化了大規(guī)模系統(tǒng)的開發(fā)成本。

不同的子系統(tǒng)之間，就是通過接口互相來回調(diào)用，每個子系統(tǒng)都有自己的數(shù)據(jù)庫，大家看下面的圖。

四、分布式系統(tǒng)所帶來的技術問題

那么大家這個時候可以思考一下，如果你的公司是采用這種分布式系統(tǒng)的方式來構建公司的一個大規(guī)模系統(tǒng)的，那么這個時候會涉及到哪些技術問題？

（1）分布式服務框架

你如果要讓不同的子系統(tǒng)或者服務之間互相通信，首先必須有一套分布式服務框架。

也就是各個服務可以互相感知到對方在哪里，可以發(fā)送請求過去，可以通過HTTP或者RPC的方式。

在這里，最常見的技術就是dubbo以及spring cloud，當然大廠一般都是自己有服務框架

（2）分布式事務

一旦你的系統(tǒng)拆分為了多個子系統(tǒng)之后，那么一個貫穿全局的分布式事務應該怎么來實現(xiàn)？

這個你需要了解TCC、最終一致性、2PC等分布式事務的實現(xiàn)方案和開源技術。

（3）分布式鎖

不同的系統(tǒng)之間如果需要在全局加鎖獲取某個資源的鎖定，此時應該怎么來做？

畢竟大家不是在一個JVM里了，不可能用synchronized來在多個子系統(tǒng)之間實現(xiàn)鎖吧，是不是？

（4）分布式緩存

如果你原來就是個單塊系統(tǒng)，那么你其實是可以在單個JVM里進行本地緩存就可以了，比如搞一個HashMap來緩存一些數(shù)據(jù)。

但是現(xiàn)在你有很多個子系統(tǒng)，他們?nèi)绻蚕硪粋€緩存，你應該怎么辦？是不是需要引入Redis等緩存系統(tǒng)？

（5）分布式消息系統(tǒng)

在單塊系統(tǒng)內(nèi)，就一個JVM進程內(nèi)部，你可以用類似LinkedList之類的數(shù)據(jù)結構作為一個本地內(nèi)存里的隊列。

但是多個子系統(tǒng)之間要進行消息隊列的傳遞呢？那是不是要引入類似RabbitMQ之類的分布式消息中間件？

（6）分布式搜索系統(tǒng)

如果在單塊系統(tǒng)內(nèi)，你可以比如在本地就基于Lucene來開發(fā)一個全文檢索模塊，但是如果是分布式系統(tǒng)下的很多子系統(tǒng)，你還能直接基于Lucene嗎？

明顯不行，你需要在系統(tǒng)里引入一個外部的分布式搜索系統(tǒng)，比如Elasticsearch。

（7）其他很多的技術

比如說分布式配置中心、分布式日志中心、分布式監(jiān)控告警中心、分布式會話，等等，都是分布式系統(tǒng)場景下你需要使用和了解的一些技術。

因為沿用單塊系統(tǒng)時代的那些技術已經(jīng)不行了，比如說你單塊系統(tǒng)的時候，直接在本地用一個properties文件存放自己的配置即可，日志也寫到本地即可。

但是分布式時代呢？

你那么多的子系統(tǒng)，怎么共享同一份配置？怎么把各個系統(tǒng)的日志聚合寫到一個地方來查看？

單塊系統(tǒng)的時候，你一個web應用直接基于Servlet API提供的Session會話功能即可，那么分布式時代呢，你有N多個子系統(tǒng)如果要共享會話該怎么做？

五、一句話總結：什么是分布式系統(tǒng)設計和開發(fā)經(jīng)驗？

其實分析完了之后，大家應該就大概知道了，招聘JD上寫這個分布式系統(tǒng)的設計和開發(fā)經(jīng)驗，其實他是一個很大的主題，里面包含很多的內(nèi)容。

你的系統(tǒng)一旦分布式了之后，通信、緩存、消息、事務、鎖、配置、日志、監(jiān)控、會話，等等各種原來單塊系統(tǒng)場景下很容易解決的問題，都會變得很復雜，需要引入大量外部的技術。

所以你有沒有參與過類似這樣的一個大的分布式系統(tǒng)？你有沒有基于各種技術解決過分布式系統(tǒng)場景下的各種技術問題？這就是人家希望和要求的分布式系統(tǒng)設計和開發(fā)的經(jīng)驗。如果大家還沒接觸過，建議多去學習一下。

六、補充說明：中間件系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)系統(tǒng)

最后給大家說明一點，一般這種招聘JD，如果是Java崗位要求分布式相關的經(jīng)驗，其實主要還是上面說的那些東西，他面向的是分布式的業(yè)務系統(tǒng)的構建。

但是其實分布式系統(tǒng)本身是一個非常復雜的話題，因為剛才說的只是一個分布式業(yè)務系統(tǒng)要依賴哪些技術來進行構建。

但是其實比如Kafka、Rocket等中間件，本身他也是分布式的，你要搞明白他們自己是如何實現(xiàn)分布式的，又是一個非常復雜的話題。

此外，像hadoop、spark、hbase等大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，本身也都是世界上最最復雜的分布式系統(tǒng)，這又涉及到大數(shù)據(jù)領域的話題了，以后有機會可以單獨聊聊。