本文主要是介绍分布式系统的演化(单机架构/应用符合和存储服务分离架构/应用服务集群架构/主从分离架构/冷热分离架构），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
文章目录
- 单机架构
- 应用服务和存储服务分离
- 应用服务集群架构
- 读写分离/主从分离架构
- 冷热分离架构--引入缓存
- 分库分表
单机架构
单机架构只有一台服务器，使用一台服务器负责所有的工作
举个例子：假设有以下电商网站，商品、用户、交易等功能服务以及数据库都在一个服务器上。
而现在计算机硬件发展也是非常快的，哪怕只有一台主机，这一台主机的性能也是非常高的。可以支持高并发和非常大的数据存储。
但是，如果说业务进一步增长，用户量和数据量都水涨船高，那么，一台主机难以应付的时候，就需要再增加主机了。
为什么硬件资源会不够用呢？
因为，一台主机所包括的硬件资源主要都有(cpu、内存、硬盘等等)，而服务器每次收到一个请求，都是需要消耗上述的资源的，如果同一时刻，处理的请求太多的(高并发)，此时就可能导致某个硬件资源不够用了，就都会导致服务器处理请求的时间变长，甚至处理出错~~
此时，遇见这种服务器不够用的情况(高并发情况)，有效的处理方式可以从两方面考虑：
- 开源 ，增加更多的硬件资源。
- 节流，针对软件上进行优化，例如sql语句优化等
如果使用开源的方式，就会出现一个问题，一个主机上面能增加的硬件资源也是有限的，所以，一台主机扩展到极限了，但是还是不够，就只能引入多台主机，一旦引入多台主机了，此时系统就可以称为“分布式系统”。
引入分布式是好是坏呢？
答：引入分布式是万不得已的，一旦引入分布式，系统的复杂程度就会大大提高，系统越复杂，出现bug的概率就越高，但是，如果出现一台主机无法处理的情况，还是要使用分布式的，所以，就需要根据具体的业务场景来指定更好的解决方案。
应用服务和存储服务分离
最简单的分布式系统就是将应用服务器和数据库服务器分离，将应用服务器放在另一台主机上，数据库服务器放在另一台主机上。
但是，随着请求量进一步增加，这时候，一台应用服务器可能就会顶不住了，此时就就可以使用集群架构，引入多个应用服务器，如下图。
应用服务集群架构
引入负载均衡器(也是一个单独的服务器)来管理多个应用服务器，意思就是，所有的用户请求都要先到负载均衡器上，然后再由负载均衡器将请求进行分发，发送到不同的应用服务器上，保证了应用服务器再高并发场景下，不会进行宕机。
对于负载均衡器来说，也有很多的流量调度(对请求进行分发)的算法，例如：
- 轮询算法：非常公平的将请求依次发给不同的应用服务器
相关的负载均衡软件都有：Nginx、HAProxy、LVS等
还有一个问题就是：使用负载均衡器是因为请求量太大了，单个应用服务器无法承受，所以要使用负载均衡器进行分配，但是，如果并发量太高的话，负载均衡器能承受的住吗？
答案是：负载均衡器对于请求量的承担能力，要远超于应用服务器的，因为，负载均衡器它的工作主要是向不同的应用服务器上分发请求，而应用服务器的任务是处理请求，负载均衡器就好像是领导，负责分配任务，应用服务器就好像是组员，负责执行任务。分配任务肯定是要比执行任务更轻松的。
如果请求量大到了负载均衡器也扛不住了，此时，也可以引入更多的负载均衡器(引入多个机房)。
读写分离/主从分离架构
上面使用了负载均衡器来给不同的应用服务器分配请求，但是，现在有一个问题，就是不管扩充多少个应用服务器，这些请求最终都是要到数据库中读写数据，那所有的压力不都给到了数据库服务器吗，所以，针对这样的情况，就可以设置一些数据库为主数据库，一些数据库为 从数据库，从库所有的数据都来自主库，经过同步后，从库中的数据和主库保持一致，而为了分担数据库的压力，可以将写数据请求全部交给主库处理，读数据请求分散到各个从库中，因为，一个程序中读操作要比写操作更多，这样也就缓解了数据库的压力，当然，这个数据同步的过程也是有时间成本的。
冷热分离架构–引入缓存
上面虽然通过主从架构缓解了数据库的压力，但是，我们知道，数据库中的数据都是在硬盘中存储的，读硬盘就会很慢，为了能够提高获取数据的速度，就可以把数据区分“冷热”，热点数据放到缓存中，缓存的访问速度要比硬盘快很多，因为，缓存中的数据是在内存中保存着的，所以，redis主要的用途就是用来管理缓存服务器中的数据，如下图：
分库分表
上述都是针对请求量太大时所做的解决策略，但是，引入分布式系统，不光要能够去应对更高的请求量，同时也要能应对更大的数据量，当数据太多时，也可能会存在一台主机存不下的情况，可以使用多台主机存储，针对数据库进行进一步的拆分，本来一个数据库服务器上有多个数据库，现在引入多个数据库服务器，每个数据库服务器存储一个或多个数据库，如果某个表特别大，大到一台主机存不下，也可以针对表进行拆分，拆分成多个表分布在不同的主机上。
，每个数据库服务器存储一个或多个数据库，如果某个表特别大，大到一台主机存不下，也可以针对表进行拆分，拆分成多个表分布在不同的主机上。
这篇关于分布式系统的演化(单机架构/应用符合和存储服务分离架构/应用服务集群架构/主从分离架构/冷热分离架构）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
