分布式拓展篇 每日速看
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2023-06-20 08:19:41

一、分布式幂等性如何设计?

建立唯一索引、token机制、数据库锁机制、分布式锁等。之前篇幅有介绍,有想了解的可以点击查看:幂等性如何去保证?https://mp.weixin.qq.com/s/V-RyNZcEth8yvewC89THTg


(资料图)

二、简述一次完整的 HTTP 请求所经历的步骤?1、DNS 解析(通过访问的域名找出其 IP 地址,递归搜索)。2、HTTP 请求,当输入一个请求时,建立一个 Socket 连接发起 TCP的 3 次握手。

如果是 HTTPS 请求,会略微有不同。

3.1、客户端向服务器发送请求命令(一般是 GET 或 POST 请求)。3.2、客户端发送请求头信息和数据。4.1、服务器发送应答头信息。4.2、服务器向客户端发送数据。5、服务器关闭 TCP 连接(4次挥手)。

这里是否关闭 TCP 连接,也根据 HTTP Keep-Alive 机制有关。同时,客户端也可以主动发起关闭 TCP 连接。

6、客户端根据返回的 HTML 、 CSS 、 JS 进行渲染。

二、说说你对分布式事务的了解分布式事务是指事务的参与者、支持事务的服务器、资源服务器以及事务管理器分别位于不同的分布式系统的不同节点之上。分布式事务是企业集成的一个技术难点,也是每一个分布式系统架构中都会涉及到的一个东西,特别是在微服务架构中,几乎可以说是无法避免。首先要搞清楚:ACID、CAP、BASE理论。ACID指数据库事务正确执行的四个基本要素:

1. 原子性(Atomicity)

2. 一致性(Consistency)

3. 隔离性(Isolation)

4. 持久性(Durability)

CAPCAP原则又称CAP定理,指的是在一个分布式系统中,一致性(Consistency)、可用性(Availability)、分区容忍性(Partition tolerance)。CAP 原则指的是,这三个要素最多只能同时实现两点,不可能三者兼顾。

一致性:在分布式系统中的所有数据备份,在同一时刻是否同样的值。

可用性:在集群中一部分节点故障后,集群整体是否还能响应客户端的读写请求。

分区容忍性:以实际效果而言,分区相当于对通信的时限要求。系统如果不能在时限内达成数

据一致性,就意味着发生了分区的情况,必须就当前操作在C和A之间做出选择。

BASE理论BASE理论是对CAP中的一致性和可用性进行一个权衡的结果,理论的核心思想就是:我们无法做到强一致,但每个应用都可以根据自身的业务特点,采用适当的方式来使系统达到最终一致性。

Basically Available(基本可用)

Soft state(软状态)

Eventually consistent(最终一致性)

三、分布式事务解决的方案有哪些?

我目前知道的有五种:

1. 两阶段提交(2PC)

2. 三阶段提交(3PC)

3. 补偿事务(TCC=Try-Confifirm-Cancel)

4. 本地消息队列表(MQ)

5. Sagas事务模型(最终一致性)

四、分布式ID生成方案?

分布式ID的特性

唯一性:确保生成的ID是全网唯一的。

有序递增性:确保生成的ID是对于某个用户或者业务是按一定的数字有序递增的。

高可用性:确保任何时候都能正确地生成ID。

带时间:ID里面包含时间,一眼扫过去就知道哪天的交易。

分布式ID生成方案

1. UUID

算法的核心思想是结合机器的网卡、当地时间、一个随记数来生成UUID。

优点:本地生成,生成简单,性能好,没有高可用风险

缺点:长度过长,存储冗余,且无序不可读,查询效率低

2. 数据库自增ID

使用数据库的id自增策略,如 MySQL 的 auto_increment。并且可以使用两台数据库分别设置不同长,生成不重复ID的策略来实现高可用。

优点:数据库生成的ID绝对有序,高可用实现方式简单

缺点:需要独立部署数据库实例,成本高,有性能瓶颈

3. 批量生成ID

一次按需批量生成多个ID,每次生成都需要访问数据库,将数据库修改为最大的ID值,并在内存中记录当前值及最大值。

优点:避免了每次生成ID都要访问数据库并带来压力,提高性能

缺点:属于本地生成策略,存在单点故障,服务重启造成ID不连续

4. Redis生成ID

Redis的所有命令操作都是单线程的,本身提供像 incr 和 increby 这样的自增原子命令,所以能保证生成的 ID 肯定是唯一有序的。

优点:不依赖于数据库,灵活方便,且性能优于数据库;数字ID天然排序,对分页或者需要排序的结果很有帮助。

缺点:如果系统中没有Redis,还需要引入新的组件,增加系统复杂度;需要编码和配置的工作量比较大。

考虑到单节点的性能瓶颈,可以使用 Redis 集群来获取更高的吞吐量。假如一个集群中有5台Redis。可以初始化每台 Redis 的值分别是1, 2, 3, 4, 5,然后步长都是 5。

5. Twitter的snowflflake算法(重点)

Twitter 利用 zookeeper 实现了一个全局ID生成的服务 Snowflflake

如上图的所示,Twitter 的 Snowflflake 算法由下面几部分组成:

1位符号位:

由于 long 类型在 java 中带符号的,最高位为符号位,正数为 0,负数为 1,且实际系统中所使用的ID一般都是正数,所以最高位为 0。

41位时间戳(毫秒级):

需要注意的是此处的 41 位时间戳并非存储当前时间的时间戳,而是存储时间戳的差值(当前时间戳 - 起始时间戳),这里的起始时间戳一般是ID生成器开始使用的时间戳,由程序来指定,所以41位毫秒时间戳最多可以使用 (1 << 41) / (1000x60x60x24x365) = 69年 。

10位数据机器位:

包括5位数据标识位和5位机器标识位,这10位决定了分布式系统中最多可以部署 1 << 10 = 1024 s个节点。超过这个数量,生成的ID就有可能会冲突。

12位毫秒内的序列:

这 12 位计数支持每个节点每毫秒(同一台机器,同一时刻)最多生成 1 << 12 = 4096个ID加起来刚好64位,为一个Long型。

优点:高性能,低延迟,按时间有序,一般不会造成ID碰撞

缺点:需要独立的开发和部署,依赖于机器的时钟

6. 百度UidGenerator

UidGenerator是百度开源的分布式ID生成器,基于于snowflflake算法的实现,看起来感觉还行。不过,国内开源的项目维护性真是担忧。

7. 美团Leaf

Leaf 是美团开源的分布式ID生成器,能保证全局唯一性、趋势递增、单调递增、信息安全,里面也提到了几种分布式方案的对比,但也需要依赖关系数据库、Zookeeper等中间件。

五、幂等解决方案?

这个在之前的文章中有介绍,有需要了解的可去看下。幂等性如何去保证?

六、负载均衡算法有哪些?

七、 知道哪些分流算法嘛?

限流算法有四种常见算法:

计数器算法(固定窗口)

滑动窗口

漏桶算法

令牌桶算法

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