横向扩展——集群化

1.集群的定义

集群就是一组可以互相通信的服务器。集群中的每台服务器成为一个节点或成员。 集群可以动态修改大小，并且在发生错误情况时继续运行，把影响降到最低。所以集群 需要具备两个功能:失败发现以及使得集群中的所有成员最终能够提供一致的视图。

2.在 Akka Cluster 中，每个节点监控的最大节点数默认是 5 个节点。

在 Akka 中，失败检测是通过在节点间发送心跳消息并接收响应来完成的。

这种最终把状态传递给整个集群的机制叫做 gossip 协议或是 epidemic 协议(因为信 息在集群中的传播就像病毒一样!)

3.CAP理论

C-一致性、A-可用性、P-分区容错性

CAP理论中的妥协：在一致性、可用性和分区容错性这三个特性中，一个 分布式系统只能够选择满足其中两个。

一致性优先：例子也许有一个 master 节点和任意数量包含冗余备份的附属节点。数据永远会在 master 节点写入，而如果要确保读取最新的数据，那么页必须要从 master 节点读取。

AP系统-可用性优先：写入数据时，数据会被写入到一个节点中，然后会被复制到其余几个节点，所有我们读数据的时候只要访问一个节点就够了。

灵活的一致性程度：我们可以根据具体的用例，“调整”CAP 各特性的强度，使之最适合用例的需要。 甚至可以对同一个应用程序、同一个数据库中不同类型的数据混合使用这些策略。

4.集群

（1）项目配置

首先把 Cluster 加入项目依赖;接着在 application.conf 中加入合适的配置项

（2）节点加入集群的方式

当一个新节点加 入集群时，该节点会尝试连接第一个种子节点。如果成功连接种子节点，新节点就会发布其地址(主机和端口)。种子节点会负责通过 gossip 协议将新节点的地址最终通知整个集群。如果连接第一个种子节点失败，新节点就会尝试连接第二个种子节点。只要成功连接任何一个种子节点，那么任何节点加入或离开集群时，我们都不需要对配置进行任 何修改。

部署到生产环境时，至少要定义两个固定的种子节点，如果种子节点都不可用，则新节点将无法加入集群

（3）Actor 将订阅下面两个事件:

MemberEvent :该事件会在集群状态发生变化时发出通知;

UnreachableMember:该事件会在某个节点被标记为不可用时发出通知。

（4）优雅地退出集群

如果杀死进程来关闭节点的话，Akka会将该节点标记为不可到达，输出错误信息。所有正确的方法是将节点从集群删除前，先通知集群。我们可以调用cluster.leave，传入要删除的节点的地址：

cluster.leave(self().path().address());

（5）Leader 节点会对加入和离开集群的请求做出响应，并修改集群成员的状态。

在加入集群时，将要加入的节点会将其状态设为 Joining 。Leader 节点会做出响应， 将其状态改为 Up 。同样地，如果一个节点将状态设置为 Leaving ，那么 leader 节点会 做出响应，先将其状态改为 Exiting ，然后再改成 Removed 。所有这些状态改变都是通 过MemberEvent 在集群间发送的，我们订阅的就是 MemberEvent ，并在发生该事件时 输出日志

（6）失败检测

若某个节点被检测到出现问题，该节点状态不会发生改变，但是会被标记为MemberUnreachable，若某个时间段内节点重新可达，则节点重新运行，配置时间内始终不可达，该节点将会被标记为 Down，并无法重新加入集群。

5. 客户端与其通信的必需条件:

（1）在服务器项目中启用集群客户端。

（2）客户端中必须包含要发送给服务的消息。

（3 ） 客户端本身不是集群成员，但是必需知道集群的拓扑结构。所以我们将使用 contrib

库中的 Akka Cluster Client 。

（4 ）客户端必须知道要将消息发送到哪些 Actor 或 Router ，以及由哪些 Actor 或 Router

来响应集群事件。

6.远程 Actor 系统中的 Receptionist 可以接收一些不同的消息:

ClusterClient.Send :将消息发送至任意一个节点。

ClusterClient.SendToAll:将消息发送至集群中的所有节点。

ClusterClient.Publish:将消息发送给订阅了某个主题的所有 Actor。