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关于高可用的系统

关于高可用的系统

HighAvailability-BK在《这多年来我一直在钻研的技术》这篇文章中,我讲述了一下,我这么多年来一直在关注的技术领域,其中我多次提到了工业级的软件,我还以为有很多人会问我怎么定义工业级?以及一个高可用性的软件系统应该要怎么干出来?这样我也可以顺理成章的写下这篇文章,但是没有人问,那么,我只好厚颜无耻的自己写下这篇文章了。哈哈。

另外,我在一些讨论高可用系统的地方看到大家只讨论各个公司的技术方案,其实,高可用的系统并不简单的是技术方案,一个高可用的系统其实还包括很多别的东西,所以,我觉得大家对高可用的系统了解的还不全面,为了让大家的认识更全面,所以,我写下这篇文章

理解高可用系统

首先,我们需要理解什么是高可用,英文叫High Availability(Wikipedia词条),基本上来说,就是要让我们的计算环境(包括软硬件)做到full-time的可用性。在设计上一般来说,需要做好如下的设计:

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分布式系统的事务处理

分布式系统的事务处理

当我们在生产线上用一台服务器来提供数据服务的时候,我会遇到如下的两个问题:

1)一台服务器的性能不足以提供足够的能力服务于所有的网络请求。

2)我们总是害怕我们的这台服务器停机,造成服务不可用或是数据丢失。

于是我们不得不对我们的服务器进行扩展,加入更多的机器来分担性能上的问题,以及来解决单点故障问题。 通常,我们会通过两种手段来扩展我们的数据服务:

1)数据分区:就是把数据分块放在不同的服务器上(如:uid % 16,一致性哈希等)。

2)数据镜像:让所有的服务器都有相同的数据,提供相当的服务。

对于第一种情况,我们无法解决数据丢失的问题,单台服务器出问题时,会有部分数据丢失。所以,数据服务的高可用性只能通过第二种方法来完成——数据的冗余存储(一般工业界认为比较安全的备份数应该是3份,如:Hadoop和Dynamo)。 但是,加入更多的机器,会让我们的数据服务变得很复杂,尤其是跨服务器的事务处理,也就是跨服务器的数据一致性。这个是一个很难的问题。 让我们用最经典的Use Case:“A帐号向B帐号汇钱”来说明一下,熟悉RDBMS事务的都知道从帐号A到帐号B需要6个操作:

  1. 从A帐号中把余额读出来。
  2. 对A帐号做减法操作。
  3. 把结果写回A帐号中。
  4. 从B帐号中把余额读出来。
  5. 对B帐号做加法操作。
  6. 把结果写回B帐号中。

为了数据的一致性,这6件事,要么都成功做完,要么都不成功,而且这个操作的过程中,对A、B帐号的其它访问必需锁死,所谓锁死就是要排除其它的读写操作,不然会有脏数据的问题,这就是事务。那么,我们在加入了更多的机器后,这个事情会变得复杂起来:

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