消息中间件、分布式、集群、负载均衡简要分析

之间上过云计算和大数据相关的课程,那时候就集群、分布式傻傻分不清,最近在慕课网学习消息中间件,就想好好整理一下他们之间的关系,以及使用的情景。

本篇文章主要参考自分布式、中间件和消息队列、集群和分布式与集群的区别是什么?

一、单机结构

相信大家最常见的就是单机结构的系统了,比如大学里的大作业,虽然不一定部署到服务器上,但所有的业务功能全部放在一起,一台机器解决所有问题,这就是所谓的单机结构。

如果业务全部部署到一个服务器,访问的人数一多,或者业务功能继续增长,就容易导致服务器响应的时间越来越长,甚至阻塞,简单来说,

一个超市就是一个服务器,一个人是一个请求,某天超市大优惠,无数人想挤进来,然而只有一个门,许多人只能挤在门口,半天进不去。

此时,很容易就想到,多开几个门 另外开几个超市,然后集群就出现了。(本来想用多开几个门做比喻的,但好像是多开几个超市比较合适??)

二、集群

集群:同一个业务,部署在多台服务器上,这个就叫做集群。

实际上就是将单机结构上的业务,拷贝到多台服务器上,这样每个服务器被称为 “ 节点 ” ,这样就能允许更多人向服务器发送请求,允许的最大值是一台服务器的好几倍,(有几台服务器就有多少倍)。

当然,如果等一台服务器满了才将请求转移到另一台服务器,这样会让第一台总是承担最大压力,会导致业务处理速度效率很低,因此我们单独需要一台服务器进行负载均衡,也就是把请求均匀的分摊到不同的服务器中,减轻服务器压力,提高服务器的处理速度,而且这样做以后,哪怕一台服务器挂了,负载均衡服务器就会将请求转发到别的服务器来接受请求,不会使得整个系统瘫痪,

现在常用的负载均衡服务器是Nginx

如果随着系统业务的发展,当前的系统又支撑不住了,那么给这个集群再增加节点就行了。但是,当你的业务发展到一定程度的时候,你会发现一个问题——无论怎么增加节点,貌似整个集群性能的提升效果并不明显了。这时候,你就需要使用分布式了。

三、分布式

分布式:一个业务被拆成多个子业务,部署在多台服务器上

当集群无法满足业务需求时,业务耦合度高,需要降低各功能模块的耦合度,因此就对一个大系统进行拆分成小系统,单独部署,易于维护,这就产生了分布式。

分布式结构就是将一个完整的系统,按照业务功能,拆分成一个个独立的子系统,在分布式结构中,每个子系统就被称为“服务”,这些子系统能够独立运行在web容器中。分布式结构其实也是微服务的一种

分布式里面,每一台服务器实现的功能是有差别的,分布式每台服务器功能加起来,才是完整的业务。

举个例子:
一个电商网站有订单模块,浏览模块,个人资料模块,商品模块这几个模块,我们可以将这些模块分离开来,每个模块在不同的服务器上,这样当需要对某个模块进行维护时,单独维护一个模块就行了,不需要对别的模块进行修改,只需要注意他们之间传递消息不变即可。

分布式架构优势:

1,单个服务宕机不影响别的服务正常运行!

2,单个节点所有的负载分布均衡到了多台服务器上!

3,各服务之间相互透明,实现解耦!

对于开发的新的系统,推荐使用分布式架构,这样能降低后期维护的成本,而对于一些老系统来说,实现分布式架构就要对旧代码进行大量的修改,所以,对于老系统而言,究竟是继续保持集群模式,还是升级成微服务架构,这需要深思熟虑、权衡投入产出比。

注意:

分布之后问题来了,以前的单一系统,所有服务都在同一个机器,在同一个内存里面,直接调用即可;

但现在分布在不同的jvm中,怎么调用呢?或者说数据怎么传输? –消息中间件应运而生!

四、消息中间件

中间件:将具体业务和底层逻辑解耦的软件,解决的就是分布式系统之间消息传递的问题。

一个消息需要有一个生产者生产消息,一个消费者接收处理消息,由生产者来指定消费者,保证消息能到达消费者处。

消息中间件,顾名思义,就是处于消息传输的过程中的一个节点。生产者将消息发送到消息中间件,消息中间件进行落库处理(中间件会把消息当作队列保存下来),消费者开启消息监听,以此从消息中间件中获取传给自己的消息。

例子:

我是做网上商城的,有一个短信系统,当客户下了一个订单之后,通知客户你下单成功。

当订单量比较小的时候,只需要调用发送短信的接口就可以了。

但是如果订单量大了之后呢,并且短信发送晚个一两分钟也没有什么问题,那么就可以使用消息中间件:把待发送的短信发送到消息队列里面,短信系统从消息队列中取出短信进行发送就可以了。

而且还有一个好处:如果短信系统挂掉了,短信消息保存在消息中间件里面不会丢失,等短信系统恢复了之后,继续短信发送即可。

现在常用的消息中间件由:ActiveMQ,RabbitMQ,Kafka

上一张我自己想象的图:
消息中间件、分布式、集群、负载均衡简要分析_第1张图片
每个模块都有一个集群,这几个集群又通过消息中间件组合成分布式,最后用户通过负载均衡发送请求到系统中。

以上是我个人理解画出来的,如果错误欢迎指出

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