分布式系統的構建原則

什麼是構建乙個可維護和可擴充套件的系統的意義？

在早期，乙個系統的形態，只是滿足使用者和伺服器資源之間的通道，唯一要擴充套件和維護的是系統後面的資源，保證資源的可用和夠用，而系統本身的壓力並不大。

如今，開源元件已經成為構建一些企業系統的基石，伴隨著行業的發展，最佳實踐和圍繞這些系統架構的指導原則也逐漸顯現出來了，在什麼時候該用什麼樣的技術，需要考慮到哪些方面，各路牛人早有撰文總結。

本文簡單回顧一下，我們在設計一些分布式系統的時候需要考慮的一些關鍵因素，我們稱之為分布式系統設計原則。

我們將這些在構建系統需要考慮的因素稱之為分布式架構設計原則，如下圖所示，有六個部分，右邊是我們設計系統要達到的基本要求，包括可用、可靠以及效能，這也是乙個可維護和可擴充套件系統最大的意義，而左邊是系統設計和開發期間要考慮的三個部分，包括擴充套件性、維護性和成本控制。

我把原則分為倆個大的方面，目標原則和實踐原則，

站在使用者和公司的角度，要求我們設計的系統都必須要滿足以下幾個原則，特別是網際網路性質的系統，這三個原則都是非常重要的。

可靠性，系統的可靠性，能夠保證資料分割槽後，資料的一致性和永續性，相同的請求同一時間返回一致的資料，資料更新以後使用者能夠獲取最新的資料，如果是最終一致，或延遲一致要保證資料的永續性；

效能，系統效能，由於使用者和流量的不斷增長，逐漸成為很多公司關注的另乙個焦點，因為雖然做到可用，但系統響應速度也會直接影響使用者的使用和滿意度，如果是**的話，也會影響搜尋引擎的排名，最終影響使用者的粘度和收益。

所以，優化系統的響應速度，降低延遲，提高吞吐量，也是非常關鍵的。

滿足以上目標原則，我們要考慮系統的實現，如何來滿足以上的目標原則，我把他稱為實現原則，能夠在不同的階段，讓系統都能夠適應需求的變化，並在提高成本的情況下，持續滿足以上幾個目標原則。

擴充套件性，當今但凡談到分布式系統，擴充套件性是首要考慮的乙個方面，google在這方面表現的尤為激進，可以讓系統做到無限擴充套件，例如spanner，用空間換效率，用規模覆蓋演算法的次優選。所以，擴充套件系統的各個部分，幾乎是達到可用性、可靠性和效能要求的主要手段。

擴充套件性涉及系統的方方面面，通常是倆個緯度，scale up 和 scale out，當然，在《the art of scalability》中，提到的scale cube，是從三個不同緯度來擴充套件系統，也是擴充套件的一種方法，稍後單開一篇介紹，這裡就不展開了；

維護性，正所謂，乙個系統配套好的運維工具，能夠千方百計的彌補和設法繞過系統實現上的缺陷，使得系統整體可用性比較高，相反，會讓系統的任何的問題都會毫無掩蓋的暴露給使用者，沒有任何預警資訊，同時也會增加發現問題和排查問題的成本。

因此，在設計和實現乙個系統的時候，如何做到容易維護是另乙個重要的考量，幾乎跟擴充套件性同樣重要，當問題發生，我們如何及時的診斷和了解問題原因，甚至能夠及時的做出行動，影響系統，控制損失，降低故障級別；

（本人多次在這方面吃虧，經歷了血的教訓，開始把運維工具與功能開發提到同樣的重要級別，確保問題能夠及時發現，甚至提前預警）

成本控制，成本當然也是乙個重要的方面，包括開發、維護、培訓和硬體等成本，系統開發完成上線之後，硬體的持續投入會讓成本不斷增加，要讓成本的投入看到效能的成倍增長，同時，根據業務量，伸縮成本的投入，按需開資，不過度設計和過度冗餘，導致資源閒置，浪費。

這些原則作為在分布式系統架構設計的基本決策的原則，並不是絕對真理，在實踐當中，有時候會發生衝突和矛盾，需要做出一些犧牲和平衡，例如，在實踐擴充套件性的時候，會增加維護和開銷成本，甚至會影響可靠性。

不管怎麼說，在設計分布式系統的時候，關注這些原則是非常重要的，即使有時候需要做出一些犧牲和平衡，但，這就是技術，這也是生活。

《scalable web architecture and distributed systems》

《the scale cube》