分布式系统的设计
分布式系统应该具有的架构特性（设计方向）：高并发、可扩展性、高可用性、高性能。同时分布式系统中存在的一致性问题，也需要有对应的解决方案。
高并发并不是一种技术，而是系统要面临的技术技术场景。在这个场景下，确保高并发时的用户体验，系统不应该出现错误且以极快的速度给用户响应。可用性、可扩展性、高性能就是用于定量分析高并发系统的3个视角。
分布式系统的高可用性
目标是为了让系统尽可能不发生错误，或者发生错误后的损失降到最低。系统运行时间是定量，不可用时间是变量。
发布/故障/压力/外部依赖导致可用性问题
变化数量*变化产生故障的比例*故障的影响*故障持续的时间
初始设计按照20/10/5来分别设计、开发、发布，这里说的数字是实际流量的倍数。
容错设计，单点故障、特性开关、服务分级、降级设计、超时重试
隔离策略：进程、用户、集群、租户、物理、逻辑
熔断：失败时候主动切断避免灾难发生
流控：流控算法/流控策略（在什么地方做流控）
容量预估：全链路压测明白系统的当前能力现状，而不是单接口、单业务，生产环境直接压；
故障演练：故障模式梳理以及实践验证容灾方案
数据迁移：逻辑分离/物理分离
分布式系统的高性能
目标是为了让尽可能多的用户，用尽可能少的时间得到系统的响应。任务目标是定量，任务完成耗时是变量。
内存IO时间+网络IO时间+CPU时间+磁盘IP时间+等待时间1
响应时间/吞吐量/负载敏感度/可伸缩性
附在敏感度为系统响应是随时间变化的程度，需要可量化。用户请求过多的时候，系统响应时间是如何的一个衰减速度。
可伸缩性为系统扩容增加资源对于性能的影响，可量化衡量，即吞吐量扩1倍，需要多少服务资源的衡量；
分布式系统的可扩展性
目标是为了支撑可用性和高性能，在一些特殊情况下，不得不对系统系统进行调整时，能够以低成本的方式完成的能力。
AKF扩展立方体
可以沿着X/Y/Z轴三个方向进行扩展。
X轴扩展也叫水平扩展/横向扩展，通过复制实例（往往无状态），前端对流量进行负载均衡，分摊整体压力为目的进行扩展。
Y轴扩展依据服务或者资源扩展，依据服务拆分，各个微服务依据当前能力独立进行横向扩展，降低当前系统的复杂度
Z轴扩展依据当前的业务查询或计算结果进行拆分，即分片的思想。基于分区扩展，扩展性更强，突破单张表的数据规模上限，但是对于数据迁移复杂；
数据库的X/Y/Z轴扩展：主从复制、分库/分表、分片sharding
分布式系统的一致性设计
事务：原子性、一致性、隔离性、持久性
CAP定理：一致性/可用性/分区容错性，三选二
BASE理论：强一致性、弱一致性、最终一致性；依据业务的考量来决策，不一致性场景下时候是基本可用、不可用、可接受；
Quorum机制：强一致性的保障在写入数据的时候，所有节点成功后才算成功，此时写性能较差；转变思路为在读的阶段再决策，确保每次均能读到最新的数据。Quorum机制满足公式：备份个数N<成功写入W个+读取R个备份
租约机制Lease：为了实现一致性，确保节点中有一个leader，leader负责数据写入、follower负责数据读取，管理节点M通过心跳判断各个节点，指定Leader，Leader故障后重新选取Leader。
脑裂：Paxos、Raft、Lease算法确保
分布式系统最终体现在数据的一致性（严格一致性、顺序一致性、因果一致性）：
X轴扩展数据可以是多个副本，多个副本不同的物理存储，故障时可以访问正常的副本数据；需要解决数据写入性能问题
Z轴扩展对数据进行分区，即Sharding；
分布式系统的用户（泛化）一致性模型（需要有标识，且唯一）：
单调读一致性，单调写一致性、写后读一致性、读后写一致性
弱一致性：写入一个数据成功后，在数据副本上可能读出来，也可能读不出来，不保证每个副本的数据一定一致；
最终一致性：写入一个数据后，在其他副本有可能读不到最新值，单在某个时间窗口之后保证能最终读到；（重试机制、本地日志复制如binglog、可靠事件模式、Saga事务模型，TCC事务模型）
强一致性：数据一旦写入成功，任何副本上在写入后的任意时刻都能读到最新值；实现模型：两阶段提交/三阶段提交
分布式系统中的八大谬误
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网络是可靠的
实际不是可靠的，应用系统中需要做的事情可能有：retry，acknowledge import messages, identify/ignore duplicates, record messages, verifiy message integrity。
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传输是无延迟
延迟指数据从一个地方传递到另一个地方需要的时间，这中间带宽决定了同时可以传输多少数据。
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带宽是无限的
其实不是，随着带宽的增长，我们传输的数据量也在增加，同时传输就存在丢包的问题。在信息的传递和延迟之间是要trade-off。
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网络是安全的
通往网络的安全是多层的，包括基础设施、网络传输和应用层等；
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拓扑是不变的
系统中不应该依赖特定的路由或节点，需要同时提供位置透明性和发现服务
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传输是无成本的
我们从应用层到传输层的数据传递，需要对数据进行编码，这需要消耗时间和计算资源。而设置和运行网络都是需要代价，需要金钱购买。
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网络是同构的
不应该在应用层去依赖一些自营的协议，而是通用的协议。
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只有一个管理员
当没有出现问题的时候，我们不需要管理员。但是一旦问题发生，就会抓狂的需要。
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