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這篇文章主要講解了“數(shù)據(jù)庫(kù)分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略是什么”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來(lái)研究和學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)庫(kù)分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略是什么”吧！
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分布式系統(tǒng)本質(zhì)是通過(guò)低廉的硬件攢在一起以獲得更好的吞吐量、性能以及可用性等。
在分布式環(huán)境下，有幾個(gè)問(wèn)題是普遍關(guān)心的，我們稱(chēng)之為設(shè)計(jì)策略 ：
如何檢測(cè)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)還活著？
如何保障高可用？
容錯(cuò)處理
在分布式環(huán)境中，存在非常多的節(jié)點(diǎn)（Node），由這些節(jié)點(diǎn)分擔(dān)任務(wù)的運(yùn)行、計(jì)算或程序邏 輯處理。那么就有一個(gè)非常重要的問(wèn)題，如何判斷一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)了故障甚至無(wú)法工作了？
心跳檢測(cè)：以固定的頻率向其他節(jié)點(diǎn)匯報(bào)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，的一種檢測(cè)節(jié)點(diǎn)是否正常工作的方式。
若Server沒(méi)有收到Node3的心跳時(shí)，Server認(rèn)為Node3失聯(lián)。但是失去聯(lián)系時(shí)，并不確定是否是Node3故 障，有可能是Node3處于繁忙狀態(tài)，導(dǎo)致調(diào)用檢測(cè)超時(shí)；也有可能是Server與Node3之間鏈路出現(xiàn)故障或閃斷。
所以心跳不是萬(wàn)能的，收到心跳可以確認(rèn)節(jié)點(diǎn)正常，但是收不到心跳也不能認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)就已經(jīng)宣告“死亡”。 為了解決這種情況引入了：周期檢測(cè)心跳機(jī)制、累計(jì)失效檢測(cè)機(jī)制。
周期檢測(cè)心跳機(jī)制：Server端每間隔 t 秒向Node集群發(fā)起監(jiān)測(cè)請(qǐng)求，設(shè)定超時(shí)時(shí)間，如果超過(guò)超時(shí)時(shí)間，則判斷“死亡”。
累計(jì)失效檢測(cè)機(jī)制：在周期檢測(cè)心跳機(jī)制的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)一定周期內(nèi)節(jié)點(diǎn)的返回情況（包括超時(shí)及正確返回），以此計(jì)算節(jié)點(diǎn)的“死亡”概率。另外，對(duì)于宣告“瀕臨死亡”的節(jié)點(diǎn)可以發(fā)起有限次數(shù)的重試，以作進(jìn)一步判斷。通過(guò)周期檢測(cè)心跳機(jī)制、累計(jì)失效檢測(cè)機(jī)制可以幫助判斷節(jié)點(diǎn)是否“死亡”，如果判斷“死亡”，可以把該節(jié)點(diǎn)踢出集群。
高可用設(shè)計(jì)：一個(gè)系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能否對(duì)外提供可用的服務(wù)。
系統(tǒng)高可用性的常用設(shè)計(jì)模式包括三種：主備（Master-SLave）、互備（Active-Active）和集群（Cluster）模 式。
主備模式就是Active-Standby模式，當(dāng)主機(jī)宕機(jī)時(shí)，備機(jī)接管主機(jī)的一切工作，待主機(jī)恢復(fù)正常后，按使用者的設(shè)定以自動(dòng)（熱備）或手動(dòng)（冷備）方式將服務(wù)切換到主機(jī)上運(yùn)行。
以數(shù)據(jù)庫(kù)為例：在數(shù)據(jù)庫(kù)部分稱(chēng)之為MS模式。MS模式即Master/Slave模式，這在數(shù)據(jù)庫(kù)高可用性方案中比較常用，如MySQL、redis等就采用MS模式實(shí)現(xiàn)主從復(fù)制。保證高可用，如圖所示。
一臺(tái)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)一旦啟用二進(jìn)制日志后，作為master，它的數(shù)據(jù)庫(kù)中所有操作都會(huì)以“事件”的方式記錄在二進(jìn)制日志中，其他數(shù)據(jù)庫(kù)作為slave通過(guò)一個(gè)I/O線程與主服務(wù)器保持通信，并監(jiān)控master的二進(jìn)制日志文件的變化，如果發(fā)現(xiàn)master二進(jìn)制日志文件發(fā)生變化，則會(huì)把變化復(fù)制到自己的中繼日志中，然后slave的一個(gè)SQL線程會(huì)把相關(guān)的“事件”執(zhí)行到自己的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以此實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫(kù)和主數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性，也就實(shí)現(xiàn)了主從復(fù)制。
互備模式指兩臺(tái)主機(jī)同時(shí)運(yùn)行各自的服務(wù)工作且相互監(jiān)測(cè)情況
在數(shù)據(jù)庫(kù)高可用部分，常見(jiàn)的互備是MM模式。MM模式即Multi-Master模式，指一個(gè)系統(tǒng)存在多個(gè)master，每個(gè)master都具有read-write能力，會(huì)根據(jù)時(shí)間戳或業(yè)務(wù)邏輯合并版本。
集群模式是指有多個(gè)節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行，同時(shí)可以通過(guò)主控節(jié)點(diǎn)分擔(dān)服務(wù)請(qǐng)求。如Zookeeper。集群模式需要解決主控節(jié)點(diǎn)本身的高可用問(wèn)題，一般采用主備模式。
容錯(cuò)性表示一個(gè)系統(tǒng)是否具有安全性、穩(wěn)定性、健壯性；對(duì)錯(cuò)誤的包容能力。
以緩存穿透為例：
在項(xiàng)目中使用緩存通常都是先檢查緩存中是否存在，如果存在直接返回緩存內(nèi)容，如果不存在就直接查詢數(shù)據(jù) 庫(kù)然后再緩存查詢結(jié)果返回。這個(gè)時(shí)候如果我們查詢的某一個(gè)數(shù)據(jù)在緩存中一直不存在，就會(huì)造成每一次請(qǐng)求都查詢DB，這樣緩存就失去了意義，在流量大時(shí)，或者有人惡意攻擊就會(huì)有麻煩了。
一個(gè)比較巧妙的解決方法是，可以將這個(gè)不存在的key預(yù)先設(shè)定一個(gè)值。比如，key=“null”，寫(xiě)入緩存。即查詢這個(gè)key的時(shí)候直接返回null就行，但注意需要設(shè)置失效時(shí)間，否則數(shù)據(jù)存在時(shí)也返回null就不對(duì)了。
負(fù)載均衡：其關(guān)鍵在于使用多臺(tái)集群服務(wù)器共同分擔(dān)計(jì)算任務(wù)，把網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求及計(jì)算分配到集群可用的不同服務(wù)器節(jié) 點(diǎn)上，從而達(dá)到高可用性及較好的用戶操作體驗(yàn)。
負(fù)載均衡分為：硬負(fù)載（硬件解決如：F5）、軟負(fù)載（軟件解決：LVS、HAProxy、Nginx）。
以Nginx為例，常見(jiàn)的負(fù)載均衡策略有：
輪詢：根據(jù)Nginx配置文件中的順序，依次把客戶端的Web請(qǐng)求分發(fā)到不同的后端服務(wù)器。
最少連接：當(dāng)前誰(shuí)連接最少，分發(fā)給誰(shuí)。
ip地址hash：確定相同IP請(qǐng)求可以轉(zhuǎn)發(fā)給同一個(gè)后端節(jié)點(diǎn)處理，以方便session保持。
基于權(quán)重的負(fù)載均衡：配置Nginx把請(qǐng)求更多地分發(fā)到高配置的后端服務(wù)器上，把相對(duì)較少的請(qǐng)求分發(fā)到低配服務(wù)器。
感謝各位的閱讀，以上就是“數(shù)據(jù)庫(kù)分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略是什么”的內(nèi)容了，經(jīng)過(guò)本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略是什么這一問(wèn)題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！
