分布式系统学习9:分布式锁这是小卷对分布式系统架构学习的第12篇文章,今天学习面试中高频问题:分布式锁,为什么要做分布式锁,有哪些实现方式,各适用于什么场景等等问题1. 为什么要用分布式锁? 分布式系统下,不同的服务/客户端通常运行在独立的 JVM 进程上。如果多个 JVM 进程共享同一份资源的话,使用本地锁就没办法实现资源的互斥访问了。 MySQL 实现分布式锁。 基于分布式协调服务 ZooKeeper 实现分布式锁。基于分布式键值存储系统比如 Redis 、Etcd 实现分布式锁。 不过,现在很多项目都不会用到 ZooKeeper,如果单纯是因为分布式锁而引入 ZooKeeper 的话,那是不太可取的,不建议这样做,为了一个小小的功能增加了系统的复杂度。
与此同时保持较低的新连接成本,这样打开新连接不会增加系统的延迟。 解决方案 幸运的是,长期广泛使用的TCP机制提供了所有这些必要的特征。
随着互联网的发展,单一节点部署的方式已经无法满足需求,需要通过增加节点来线性扩展系统的负载和性能,因此系统架构也由原来的集中式架构向分布式架构转变。 分布式 分布式系统主要由以下几个特征: 分布性:分布式节点在空间上任意分布 对等性:节点没有主从之分。 数据副本冗余数据,防止数据丢失,服务副本指多个节点提供相同服务,一个节点宕机,服务仍然可用 并发性 缺乏全局时钟:分布式系统很难定义事件的先后顺序 故障总是发生 分布式环境面临的主要问题: 通信异常:分布式系统需要各个节点之间相互通信 CAP和BASE理论 为了构建一个兼顾可用性和一致性的分布式系统,诞生了CAP和BASE理论。 CAP理论 CAP理论:一个分布式系统不可能同时满足一致性、可用性和分区容错性,最多只能满足两个。 在分布式系统中,分区容错性应该是必选的,然后再在一致性和可用性中寻求平衡。
正文 虽然本人在前面也写过好几篇分布式系统相关的文章,主要包括CAP理论、分布式存储与分布式事务,但对于分布式系统,并没有一个跟清晰的概念。 分布式系统涉及到很多的技术、理论与协议,很多人也说,分布式系统是“入门容易,深入难”,我之前的学习也只算是管中窥豹,只见得其中一斑。 因此,一致希望能对分布式系统有一个更全面的认识,至少能够把分布式系统中的各个技术、理论串起来,了解他们在分布式系统分别解决什么问题,有哪些优秀的实现。 什么是分布式系统 分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。 分布式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个计算机无法完成的计算、存储任务。 分布式系统特性与衡量标准 透明性:使用分布式系统的用户并不关心系统是怎么实现的,也不关心读到的数据来自哪个节点。
另外,如果需要继承,也可以定义为类方法,实例对象和类对象都可以调用 使用分布式必须要安装: pip install scrapy-redis 分布式: 分布式爬虫的难点在于多台机器之间怎么互相通信而防止爬取重复的 url才能爬取一个url,不能自动爬取的话首先看一下域名是否正确,如果实在不行的话就把redis数据库 清空一下(flushdb),可能是由于存储爬取过的url那个列表的上次运行缓存太多造成的 使用分布式需要使用 如果使用/来表示路径可以直接写绝对路径,如果使用\则需要在绝对路径的前面加r来表示不转义,以原字符解释, 路径的 最后一定要加/表示最后那个文件下: with open('G:/第四阶段/11月9日 as f: f.write((item['aname']+','+item['atype'] + '\n')) f.close() with open(r'G:\第四阶段\11月9日
那么就引出了分布式压测的概念,Jmeter通过调度机(Master)与执行机(Slave)来实现。 而Locust也支持分布式压测,类似Jmeter一样,当一台机器无法模拟所需的用户数量时候,可以通过多台Slave机器来实现,Master机器主负责分发任务和下达指令。 分布式场景 Locust分布式场景有两种: 1.单台机器设置Master和Slave 2.多台机器时,一台调度机(Master),其他机器设置执行机(Slave) 前提: 1、主机( 窗口,输入命令: locust -f locust_batch_data.py --slave 再打开master的dos窗口看看: 红色框框是计算机名称,如果不确定,可以打开我的电脑→系统查看 多机分布式压测 前面已经说过,当一台电脑无法满足足够大的并发用户数量时,就需要多台机器来模拟请求。多机案例需要多台机器,以后有时间部署多台机器来演示,这里就讲方法。
分布式系统首先面对的问题是分布式事务 当我们采用分布式来提高系统性能时,首先面对的问题是面对和处理分布式事务。 分布式系统处理数据: 数据分区:把数据块放在不同的服务器上,采用一致性hash; 数据镜像:让所有服务器都有相同的数据,提供相同的服务; 第一种问题,单台机器出现问题,会存在数据丢失的问题。 这就是数据副本:出现某个节点的数据丢失时可以从副本读到,数据副本是分布式系统解决数据丢失的唯一手段。
[源码解析] PyTorch 分布式(9) ----- DistributedDataParallel 之初始化 目录 [源码解析] PyTorch 分布式(9) ----- DistributedDataParallel 1.2.1 分布式数据并行 最上面是分布式数据并行组件。 Distributed.py: 这是 DDP 的 Python 入口点。 0xFF 参考 pytorch分布式系列3——分布式训练时,torch.utils.data.distributed.DistributedSampler做了什么? pytorch分布式系列1——搞清torch.distributed.launch相关的环境变量 pytorch分布式系列2——DistributedDataParallel是如何做同步的? 分布式秘籍大揭秘 pytorch分布式训练(二init_process_group) https://pytorch.org/tutorials/intermediate/ddp_tutorial.html
这就是分布式系统: 很多台计算机组成一个系统,协作运行大型的应用。 但是一个问题随之而来,那就是,在系统中增加了计算机之后,整个系统的性能也是随之增加的吗?可用性不随着系统的扩展而变化吗?未必。 这就引出了分布式系统的目标: 可扩展性(Scalability)。 如果一个用户不能访问系统,就称为不可用。 可用性也就是容错性,这展现出分布式系统相比于单机系统得天独厚的优势,一台计算机是没有容错性的,但是分布式系统可以在一堆不可靠的组件上构建一个可靠的系统。 后世的研究者为了绕开这个定理达成共识,不得不选择(1)将异步系统转换为同步系统 (2)使用随机性算法。 另一个不可能性定理为CAP定理,指导我们对于分布式系统性质的取舍。 Raft算法是目前最成功的分布式共识算法,是非拜占庭容错的,在分布式系统的下一篇文章,我将会写一下Raft算法。 参考文献 [1] Jay Kreps.
现在工作中发现大数据技术的底层还是分布式系统,那么重新拾起,总结下~ 一、分布式系统简介 分布式系统是若干独立计算机的集合,这些计算机对于用户来说就像是单个相关系统。 2、透明性 将它的进程和资源实际上在多台计算机上分布这样一个事实隐藏起来,如果一个分布式系统能够在用户和应用程序面前呈现为单个计算机系统,这样的分布式系统就称为是透明的。 位置透明性:用户无法判别资源在系统中的物理位置。 迁移透明性:如果一个分布式系统中的资源移动不会影响该资源的访问方式,就可以说这种分布式系统能够提供迁移透明性。 可移植性:如果为分布式系统A开发了某个应用程序,并且另一个分布式系统B与A具有相同的接口,该应用程序在不做任何修改的情况下在B上执行的可行度。 参考文献:《分布式系统原理与泛型》
经常看到各种技术文章或者分布式系统介绍说系统的可用性达到了多少个9,那么所谓”几个9“到底是怎么计算的?又意味着什么?我们简单计算分析下看看。 所谓”1个9“是指90%,”2个9“是指99%,”3个9“是指99.9%,依次类推。 可用性的反面是故障时间,网站或者分布式系统会因为很多原因导致不可用,比如:程序bug;运维更新错误;环境配置升级变化;机器硬件故障;被恶意攻击;网关不小心踢掉了网线/电源插座;市政施工挖断了光纤;程序猿删库跑路 如果按照年为单位计算系统的故障时间,公式如下: 故障时间秒数=(1-可用性) * 365 * 24 * 3600 计算10个9以内的情况得到如下结果: 99.jpeg 可见,如果只有 1个9的可用性,体验是极其糟糕的,1年下来有1个多月不能使用。
模块其实是对你包含所定义函数的文件,可以进行引入 OS模块 什么是OS模块,OS模块就是operating system的缩写,意思是操作系统。 具体点就是市面上的系统很多如Linux,Windows,Unix,macOS,这些操作系统,如果把代码移到不同的平台可能会产生一些错误,但是有了OS模块后,就不怕啦。 ? ‘’\\‘’这个是转义然后可以运行,嫌麻烦直接‘’/‘’ 这个,记住自己系统里有乃个盘,不要照着我这个输入,结果报差错,没有I这个盘。 小爬虫“listdir(path='.')”
该用例完成用户订购酒店的整体过程。 用户可搜索酒店,得到搜索表单。再根据搜索表单选择满意的酒店和房间类型。 最后验证预定,完成整个过程。
分布式系统概念 What is a Distributed System? “一个分布式系统是若干个独立的计算机的集合, 但是对该系统的用户来说, 系统就像一台计算机一样。 ” 两个方面的含义: • 硬件方面: 各个计算机都是自治的 • 软件方面: 用户将整个系统看作是一台计算机 分布式系统的特点 优点 – 与集中式系统相比较 1、 经济性: 高的性能/价格比 2、 性能: 能产生单个大型主机不能达到的绝对性能 3、 应用的固有的分布性, 例如: • CSCW • 工作流 4、 可靠性高 • 多工系统的容错能力 5、 可扩充性强 • 系统演进能力 紧耦合式: 多用于并行系统 2. 松耦合式 : 多用于分布式系统
,如何保证7x24小时的高可靠性服务,在这个契机下,我们推出了分布式图片系统。 ,提高了系统的响应速度并避免了资源的重复执行,造成浪费,提高了系统利用率 图片数据源采用了多套方案实现,为使公司原有业务、新开发业务能快速使用分布式图片系统提供支持,减少了使用系统的复杂性 其中一种数据数据源采用了高性能的 TFS分布式图片存储系统,利用多个数据节点,产生同一份数据的多份冗余备份,提高了数据的安全性,为遇到故障时数据的快速恢复提供了支持 能够应对客户端日益变化的希望获取各种图片尺寸的诉求,执行即时压缩和图片处理算法 整体系统采用模块化划分,将系统分为各个部分,减少了系统的耦合性,增强了每个模块的独立性,整个系统采用分布式部署结构,防止单点结构的出现,为防止系统出现雪崩提供支持 项目的目的 a). 前端模块-Nginx 使用nginx自定义module,接收http请求,在自定义module的handler中调用分布式图片实现。
一、什么是分布式系统? 分布式系统是一个硬件或软件组件分布在不同的网络计算机上,彼此之间仅仅是通过消息传递进行通信和协调的系统。 首先分布式系统一定是由多个节点组成的系统,一般来说一个节点就是我们的一台计算机;然后这些节点不是孤立的,而是相互连通的;最后,这些连通的节点上部署了我们的组件,并且互相之间的操作会有协同。 二、为什么需要分布式系统? 升级单机处理能力的性价比越来越低。 大型主机的人才培养成本非常之高,大型主机操作非常复杂,对运维人员的要求非常高。 大型主机非常昂贵。 集中式的系统具有明显的单点问题。大型主机虽然在性能和稳定性方面表现卓越,但是一旦出现了故障,那么整个系统都将处于不可用状态,其后果相当严重。 三、分布式系统基础知识 ? 四、分布式系统中有哪些难点? 面对故障独立性:在分布式系统中,整个系统的一部分有问题而其他部分正常是经常发生的情况,我们称之为故障独立性。
但如果要延伸到高并发场景下就必然要了解分布式系统: 分布式系统特点 分布式系统:一个硬件或软件组件分布在不同的网络计算机上,彼此之间仅仅通过消息传递进行通信和协调的系统 这是分布式系统,在不同的硬件,不同的软件 缺乏全局时钟 在分布式系统中,节点是可能反正任意位置的,而每个位置,每个节点都有自己的时间系统,因此在分布式系统中,很难定义两个事务纠结谁先谁后,原因就是因为缺乏一个全局的时钟序列进行控制,当然,现在这已经不是什么大问题了 如果交通警察是交通系统的指挥官,而zookeeper就是各个节点组成分布式系统的指挥官。 分布式系统问题 如果把分布式系统和平时的交通系统进行对比,哪怕再稳健的交通系统也会有交通事故,分布式系统也有很多需要攻克的问题,比如:通讯异常、网络分区、三态、节点故障等。 1. BASE理论: 即使无法做到强一致性,但分布式系统可以根据自己的业务特点,采用适当的方式来使系统达到最终的一致性; Basically Avaliable 基本可用 当分布式系统出现不可预见的故障时,
虽然它也支持持久化功能,但其主要设计是为了在内存中操作数据 为了更好的学习Redis,我们得先了解一下分布式系统,只有在分布式系统中,才能发挥Redis的“威力”,如果只在单机程序中,可以直接通过变量来存储数据 1.4 集群(Cluster) 指的就是引入多台主机/服务器,协同完成某项工作 分布式vs集群。 通常不⽤太严格区分两者的细微概念,细究的话,分布式强调的是物理形态,即⼯作在不同服务器上并且通过⽹络通信配合完成任务;⽽集群更在意逻辑形态,即是否为了完成特定服务⽬标。 但共同使用可以解决更大的任务 评价指标(Metric) 可⽤性(Availability) 系统可用的时间/整体时间 平时我们常说的4个9即系统可以提供99.99%的可⽤性,5个9是99.999% 随着后期网站访问量增长 一台主机硬件资源(CPU,内存,硬盘,网络)有限的情况下 可以选择俩种方式 1.开源 简单粗暴 增加更多的硬件资源(CPU 硬盘 ) 但主机扩容能力也是有限的 一旦引入多台主机,就是“分布式系统
今天我们先寻其最重要的一个根:分布式系统。这个题目对互联网从业者来说,看着可笑,谁敢说自己不了解分布式系统啊? 然而,如果你只是躲在 load balancer 后面做些 stateless 的 service,而没有真正去面对分布式系统那种让人愉悦并忧伤着的不确定性,那么,你可能并不真正了解分布式系统,因而本文还是值得一读 所以在分布式系统里很多时候我们需要一致性,来确保某些东西是有序的,大家在同一个 page,否则这个系统会走入歧途。 分布式系统中的坑 上文中我们已经把分布式系统中最基本的要素过了一下。接下来我们踩踩坑。 坑一:network is reliable。 有机会再写本文没有展开讲的共识机制,它是分布式系统的基石。
这是小卷对分布式系统架构学习的第11篇文章,今天了解分布式缓存的理论知识以及Redis集群。 分布式缓存也是面试常见的问题,通常面试官会问为什么要用缓存,以及用的Redis是哪种模式,用的过程中遇到哪些问题这些1. 而能够保证强一致性的 ZooKeeper、Doozerd、Etcd 等框架,吞吐量比不过Redis,通常不会用作“缓存框架”,而是作为通知、协调、队列、分布式锁等使用2.透明多级缓存TMC实际开发中,同时搭配进程内缓存和分布式缓存 ,查询以进程内缓存数据优先3.实现方案3.1 memcached缓存在服务端,memcached集群环境实际就是一个个memcached服务器的堆积cache的分布式主要是在客户端实现,通过客户端的路由处理来达到分布式解决方案的目的 如下是memcached客户端路由过程:3.2 Redis缓存与memcached客户端支持分布式方案不同,Redis更倾向于在服务端构建分布式存储以Redis集群模式为例,它没有中心节点,具有线性可伸缩的功能