分布式理论架构设计

IO模型

• BIO 同步阻塞
• NIO 同步非阻塞
• AIO 异步非阻塞

NIO核心组件

• Selector

// selectedKeys集合
selector.selectedKeys()

// 是否读就绪事件
SelectionKey.isReadable();

// 服务端注册到选择器，指定监听事件 OP_ACCEPT 客户端连接事件
serverSocketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT)

• Channel
• Buffer，本质上是一个可读写数据的内存块

ByteBuffer allocate = ByteBuffer.allocate(10);
// 当前索引位置，可以添加的位置，起始位置0
allocate.position();

// 当前索引位置改为1
allocate.position(1);

// 最多能操作到哪个位置索引
allocate.limit();

// 还有多少个可以操作的个数
allocate.remaining();

// 切换读模式，起始位置0，结束位置 limit（），
// 结束位置是原来position()位置
allocate.flip();

// 切换写模式，起始位置0，结束位置 capacity(),覆盖原来的值
allocate.clear();

// 位置开始设置为0
allocate.rewind();

// 写入数据
allocate.put("abc".getBytes());

Reactor模式

使用IO 复用监听事件，收到事件分发给某个线程

• 单Reactor 单线程
• 单Reactor 多线程
• 主从Reactor 多线程

Netty

ChannelPipeline

ChannelHandler的集合，负责处理和拦截 inbound outbound的事件和操作，贯穿Netty的责任链

ChannelHandlerContext

事件处理器上下文对象，Pipline链中的实际处理节点。ChannelHandlerContext包含一个ChannelHandler,也绑定了ChannelPipeline和Channel的信息

粘包和拆包

TCP流，没有界限的一串数据。TCP根据缓冲区的对包进行划分。

• 拆包 ，一个完整的包可能会被TCP拆分成多个包发送，
• 粘包，也可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送。

解决方案：

1. 消息长度固定，读取定长的报文，就认为读到了一条完整消息 FixedLengthFrameDecoder
2. 换行符作为消息结束符 LineBasedFrameDecoder
3. 特殊的分隔符作为消息的结束标志 DelimiterBasedFrameDecoder
4. 消息头中定义长度字段标识消息的总长度 LengthFieldBasedFrameDecoder

分布式理论

分布式系统

一个业务拆分成多个子业务，分布在不同的节点，构成分布式系统

CAP定理

• C 一致性，数据的强一致性，所有节点访问的都是同一份最新的数据副本
• A 可用性，系统中非故障节点收到的每个请求都必须有响应
• P 分区容错性， 遇到网络分区故障，仍然能对外提供服务

分布式一致性协议

NWR协议

N：在分布式存储系统中，有多少份备份数据
W：代表一次成功的更新操作要求至少有w份数据写入成功
R： 代表一次成功的读数据操作要求至少有R份数据成功读取
满足W+R>N，对于客户端就是强一致性的

Raft协议

引入主节点，通过竞选确定主节点。
节点类型：Follower、Candidate 和 Leader

Lease机制

租约机制，维护分布式系统数据一致性 的一种常用工具。

• Lease是颁发者对一段时间内数据一致性的承诺
• 颁发者发出Lease后，不管是否被接收，只要Lease不过期，颁发者都会按照协议遵守承诺
• Lease的持有者只能在Lease的有效期内使用承诺，一旦Lease超时，持有者需要放弃执行，重新申 请Lease。

分布式系统设计策略

• 心跳检测
• 高可用
• 容错性
• 负载均衡