应用架构——集群、分布式、微服务的概念及异同

一、什么是集群？

        集群是指将多台服务器集中在一起， 每台服务器都实现相同的业务，做相同的事；但是每台服务器并不是缺 一不可，存在的主要作用是缓解并发能力和单点故障转移问题。

集群主要具有以下特征：

（1）、 伸缩性

        在一些大系统中，预测最终用户的数量和行为是非常困难的，伸缩性是指系统使用不断增长的用户数的能 力；随着用户数的增长，我们只需将新的服务器加入集群中即可，对于用户来看，服务无论从连续性还是性能上都几乎没有变化，好像系统在不知不觉中完成了升级。

（2）、 高可用性

        单一服务器的解决方案并不是一个健壮方式，因为容易出现单点失效，在某些关键的应用程序是不能容忍 的，哪怕几分钟的死机；高可用性集群的出现就是为了使集群的整体服务尽可能可用，以便考虑软硬件的易错性；如果高可用性集群中的主节点发生了故障，那么这段时间内由次节点代替它。

（3）、负载均衡

        负载均衡集群为企业需求提供了更实用的系统，该系统使负载可以在计算机集群中尽可能平均地分摊处理，该负载可能是需要均衡的应用程序处理负载或网络流量负载；这样的系统非常适合运行同一组应用程序的大量用户；每个节点都可以处理一部分负载，并且可以在节点之间动态分配负载，以实现平衡。

（4）、高性能

        这种设计用来开发并性编程应用模式，以解决复杂的科学问题，并行计算是相对于串行计算来说的，并行计算能力的目的是用来提高计算速度。

二、什么是分布式？

        分布式服务是指多台服务器集中在一起，服务是分散部署在不同的机器上； 每台机器都实现总体中的不同业务，做不同的事情；一个服务可能负责几个功能，是一种面向SOA的架构；各分开部署的部分彼此通过各种通讯协议交互信息，并且每台服务器都缺一不可，如果某台服务器故障，则部分功能缺失，或者导致整体无法运行；

        分布式存在的主要作用是大幅度的提高效率，缓解服务器的访问和存储压力。

        将一个大的系统划分为多个业务模块，业务模块分别部署到不同的机器上，各个业务模块之间通过接口进行数据交互。

三、什么是微服务？

        微服务的概念和分布式比较相似，微服务是一种架构风格；简单来说微服务就是很小的服务，小到一个服务只对应一个单一的功能；每个微服务仅关注于完成一件任务并很好地完成该任务，这个服务可以单独部署运行；

        各个服务之间是松耦合的，服务之间可以通过RPC来相互交互；微服务与分布式还有一点区别是： 微服务的应用不一定是分散在单个服务器上，它也可以是同一个服务器。

        微服务相比分布式服务来说，它的粒度更小，服务之间耦合度更低，敏捷性也更高；但服务微服务化后带来的挑战也是显而易见的，例如服务粒度小、数量大、后期运维难度增大等。

四、集群、分布式、微服务的异同及联系

（1）分布式是以缩短单个任务的执行时间来提升效率，而集群则是通过提高单位时间内执行的任务数来提升效率；但 分布式需要做好事务管理。

（2）集群模式是不同服务器部署同一套服务，对外提供服务，实现服务的负载均衡；区别集群的方式是根据部署多台服务器业务是否相同，分布式中的每个节点都可以做集群；而集群并不一定就是分布式的。

        注意：集群需要做好Session共享，也就是接口要具有无状态特征，确保在不同服务器切换的过程中不会因为没有获取到Session而引起服务终止。

（3）分布式与微服务的架构很相似，只是部署方式不一样而已；生产环境下的微服务肯定是分布式部署的，分布式部署的应用不一定是微服务架构的。

（4）在设计与开发中我们可以将分布式与集群的分开吗？

        分布式的主要功能是将我们的系统模块化，将系统进行解耦，方便维护和开发；但并不能解决系统的并发性和高可用性问题；而集群恰好弥补了分布式的缺陷，一方面可以解决或者说改善系统的并发问题，另一方可以解决服务器如果出现宕机后，系统仍然可以正常运转；好的设计应该是分布式和集群相结合，具体实现就是业务拆分成很多子业务，然后对每个子业务进行集群部署。