如何设计分布式消息驱动架构

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如何设计分布式消息驱动架构 2

一、 绪论 2

美国科学家约翰.冯.诺伊曼发明世界上第一台计算机的初衷就是代替人工算术，当时在一秒钟之内进行了5000次加法运算和500次乘法运算，一举震惊世界，人们无不欢呼喝彩。时至今日，计算机不仅可以进行数值计算，还可以进行逻辑计算，并且还具有记忆功能。 2

随着计算机被广泛地运用到各行各业，从而诞生了一种行业：软件开发工程师、程序员、码农，他们每天都在为现实世界编写各种程序，然后在计算机中运行它们，自动、高效、永无休止地帮人类处理海量工作。 2

二、 工作模式 2

在现实世界中，每当面临挑着或者解决巨大问题时，人类都会按照这两种工作模式解决问题，如下： 2

（一） 蚂蚁搬大象 2

蚂蚁每天都在孜孜不倦地寻找食物，并将其搬回巢穴。 2

当一只蚂蚁发现一头大象尸体时，便会发出通知信号，随后附近所有的蚂蚁都会纷至沓来，一起将这头大象搬回洞穴。 2

有的蚂蚁抬头，有的蚂蚁搬脚，有的蚂蚁顶肚，还有的蚂蚁。。。。。。齐心协力地一步步将大象搬回去，不得不感叹蚂蚁的智慧和毅力。 2

由此可见，蚂蚁搬大象采用的是一种中心化的工作模式，即将所有的蚂蚁集中到一起，收到抬头消息的蚂蚁就抬头，收到搬脚消息的蚂蚁就搬脚，收到顶肚消息的蚂蚁就顶肚，从而完成一只蚂蚁无法办到的事。同理，计算机领域中的分布式和集群也是一样的道理，协调控制器会自动划分角色（master/slave、header/follower），分配任务，发送通信消息，从而将多台计算机组成一个整体，完成一台计算机无法完成的事情，比如：天猫双十一、春晚抢红包、12306购票等。 2

（二） 大象装冰箱 3

在赵本山、宋丹丹的小品中，有一个环节，赵问：“如何将一头大象装进冰箱”？宋答“三步，第一步打开冰箱门，第二步放入大象，第三步关上冰箱门”。 3

相信很多观众当时都非常费解，哪有这么大的冰箱呢？其实我们都认为将一整头大象直接放入冰箱是不可能，但是大家还是会这样想，这都是惯性思维。 3

完成这个挑战很简单，只需打破惯性思维，首先聘请一群工人将大象分解，一部分工人切分头部，一部分工人切分身体，一部分工人。。。。。。，最后再分别将分块放入冰箱。 3

由此可见，这是一种将大问题拆分成小问题，然后分而治之的方法，从而达到将大象放入冰箱的目的，收到切分头部消息的工人就切分头部，收到切分身体消息的工人就切分身体，各自独立完成一部分工作，这是一种去中心化的工作模式。同理，在分布式系统中，为了增加系统容错性，提高数据可靠性，经过分片每个计算节点都会存储一部分数据，这就是分布式存储，不同于传统方式将所有数据集中存储在一起，比如：MySql数据库。 3

三、 本质 3

综上所诉，中心化模式追求的是齐头并进，要么都完成，要么都完不成，强调一种事务性，蚂蚁搬大象就是这样，只要有蚂蚁偷懒，未完成前一个步骤，那么下一个步骤就无法进行，因为有的蚂蚁可能会被压死，这样最终就无法完成任务。与之相对，去中性化模式，首先将任务分解，然后分发给各个工人，高度自治，完成一部分就是一部分，只要最终完成就行了。 3

那么如果希望设计一种既能完成蚂蚁搬大象，又能胜任大象放冰箱的系统，那么就需要支持这两种模式。 3

从整体上，可以采用去中心化模式进行分解，这是框架的职责，需要做到对使用此框架的应用开发工程师完全无感知；对于拆分出来的独立模块，这是应用开发工程师编写高度自治业务逻辑（比如：聚合根）的地方，对外而言，它们只管接收什么类型的消息（命令），发送什么类型的消息（事件），这就是最简单的、最本质的开发模式，就像开发单体应用程序一样，他们只需完全专注于业务领域。 3

四、 特点 3

综上所述，为了满足框架易用性、数据可靠性、系统可用性，设计的系统需要具备以下特点： 3

（一） 消息驱动 3

（二） 低延迟 3

（三） 高并发 4

（四） 高可用 4