㈠ java分布式系統處理分布式事務有哪些經典解決方
當我們在生產線上用一台伺服器來提供數據服務的時候,我會遇到如下的兩個問題:
1)一台伺服器的性能不足以提供足夠的能力服務於所有的網路請求。
2)我們總是害怕我們的這台伺服器停機,造成服務不可用或是數據丟失。
於是我們不得不對我們的伺服器進行擴展,加入更多的機器來分擔性能上的問題,以及來解決單點故障問題。 通常,我們會通過兩種手段來擴展我們的數據服務:
1)數據分區:就是把數據分塊放在不同的伺服器上(如:uid % 16,一致性哈希等)。
2)數據鏡像:讓所有的伺服器都有相同的數據,提供相當的服務。
對於第一種情況,我們無法解決數據丟失的問題,單台伺服器出問題時,會有部分數據丟失。所以,數據服務的高可用性只能通過第二種方法來完成——數據的冗餘存儲(一般工業界認為比較安全的備份數應該是3份,如:Hadoop和Dynamo)。 但是,加入更多的機器,會讓我們的數據服務變得很復雜,尤其是跨伺服器的事務處理,也就是跨伺服器的數據一致性。這個是一個很難的問題。 讓我們用最經典的Use Case:「A帳號向B帳號匯錢」來說明一下,熟悉RDBMS事務的都知道從帳號A到帳號B需要6個操作:
從A帳號中把余額讀出來。
對A帳號做減法操作。
把結果寫回A帳號中。
從B帳號中把余額讀出來。
對B帳號做加法操作。
把結果寫回B帳號中。
為了數據的一致性,這6件事,要麼都成功做完,要麼都不成功,而且這個操作的過程中,對A、B帳號的其它訪問必需鎖死,所謂鎖死就是要排除其它的讀寫操作,不然會有臟數據的問題,這就是事務。那麼,我們在加入了更多的機器後,這個事情會變得復雜起來:
1)在數據分區的方案中:如果A帳號和B帳號的數據不在同一台伺服器上怎麼辦?我們需要一個跨機器的事務處理。也就是說,如果A的扣錢成功了,但B的加錢不成功,我們還要把A的操作給回滾回去。這在跨機器的情況下,就變得比較復雜了。
2)在數據鏡像的方案中:A帳號和B帳號間的匯款是可以在一台機器上完成的,但是別忘了我們有多台機器存在A帳號和B帳號的副本。如果對A帳號的匯錢有兩個並發操作(要匯給B和C),這兩個操作發生在不同的兩台伺服器上怎麼辦?也就是說,在數據鏡像中,在不同的伺服器上對同一個數據的寫操作怎麼保證其一致性,保證數據不沖突?
同時,我們還要考慮性能的因素,如果不考慮性能的話,事務得到保證並不困難,系統慢一點就行了。除了考慮性能外,我們還要考慮可用性,也就是說,一台機器沒了,數據不丟失,服務可由別的機器繼續提供。 於是,我們需要重點考慮下面的這么幾個情況:
1)容災:數據不丟、節點的Failover
2)數據的一致性:事務處理
3)性能:吞吐量 、 響應時間
前面說過,要解決數據不丟,只能通過數據冗餘的方法,就算是數據分區,每個區也需要進行數據冗餘處理。這就是數據副本:當出現某個節點的數據丟失時可以從副本讀到,數據副本是分布式系統解決數據丟失異常的唯一手段。所以,在這篇文章中,簡單起見,我們只討論在數據冗餘情況下考慮數據的一致性和性能的問題。簡單說來:
1)要想讓數據有高可用性,就得寫多份數據。
2)寫多份的問題會導致數據一致性的問題。
3)數據一致性的問題又會引發性能問題
這就是軟體開發,按下了葫蘆起了瓢。
一致性模型
說起數據一致性來說,簡單說有三種類型(當然,如果細分的話,還有很多一致性模型,如:順序一致性,FIFO一致性,會話一致性,單讀一致性,單寫一致性,但為了本文的簡單易讀,我只說下面三種):
1)Weak 弱一致性:當你寫入一個新值後,讀操作在數據副本上可能讀出來,也可能讀不出來。比如:某些cache系統,網路游戲其它玩家的數據和你沒什麼關系,VOIP這樣的系統,或是網路搜索引擎(呵呵)。
2)Eventually 最終一致性:當你寫入一個新值後,有可能讀不出來,但在某個時間窗口之後保證最終能讀出來。比如:DNS,電子郵件、Amazon S3,Google搜索引擎這樣的系統。
3)Strong 強一致性:新的數據一旦寫入,在任意副本任意時刻都能讀到新值。比如:文件系統,RDBMS,Azure Table都是強一致性的。
從這三種一致型的模型上來說,我們可以看到,Weak和Eventually一般來說是非同步冗餘的,而Strong一般來說是同步冗餘的,非同步的通常意味著更好的性能,但也意味著更復雜的狀態控制。同步意味著簡單,但也意味著性能下降。 好,讓我們由淺入深,一步一步地來看有哪些技術:
Master-Slave
首先是Master-Slave結構,對於這種加構,Slave一般是Master的備份。在這樣的系統中,一般是如下設計的:
1)讀寫請求都由Master負責。
2)寫請求寫到Master上後,由Master同步到Slave上。
從Master同步到Slave上,你可以使用非同步,也可以使用同步,可以使用Master來push,也可以使用Slave來pull。 通常來說是Slave來周期性的pull,所以,是最終一致性。這個設計的問題是,如果Master在pull周期內垮掉了,那麼會導致這個時間片內的數據丟失。如果你不想讓數據丟掉,Slave只能成為Read-Only的方式等Master恢復。
當然,如果你可以容忍數據丟掉的話,你可以馬上讓Slave代替Master工作(對於只負責計算的節點來說,沒有數據一致性和數據丟失的問題,Master-Slave的方式就可以解決單點問題了) 當然,Master Slave也可以是強一致性的, 比如:當我們寫Master的時候,Master負責先寫自己,等成功後,再寫Slave,兩者都成功後返回成功,整個過程是同步的,如果寫Slave失敗了,那麼兩種方法,一種是標記Slave不可用報錯並繼續服務(等Slave恢復後同步Master的數據,可以有多個Slave,這樣少一個,還有備份,就像前面說的寫三份那樣),另一種是回滾自己並返回寫失敗。(註:一般不先寫Slave,因為如果寫Master自己失敗後,還要回滾Slave,此時如果回滾Slave失敗,就得手工訂正數據了)你可以看到,如果Master-Slave需要做成強一致性有多復雜。
Master-Master
Master-Master,又叫Multi-master,是指一個系統存在兩個或多個Master,每個Master都提供read-write服務。這個模型是Master-Slave的加強版,數據間同步一般是通過Master間的非同步完成,所以是最終一致性。 Master-Master的好處是,一台Master掛了,別的Master可以正常做讀寫服務,他和Master-Slave一樣,當數據沒有被復制到別的Master上時,數據會丟失。很多資料庫都支持Master-Master的Replication的機制。
另外,如果多個Master對同一個數據進行修改的時候,這個模型的惡夢就出現了——對數據間的沖突合並,這並不是一件容易的事情。看看Dynamo的Vector Clock的設計(記錄數據的版本號和修改者)就知道這個事並不那麼簡單,而且Dynamo對數據沖突這個事是交給用戶自己搞的。就像我們的SVN源碼沖突一樣,對於同一行代碼的沖突,只能交給開發者自己來處理。(在本文後後面會討論一下Dynamo的Vector Clock)
Two/Three Phase Commit
這個協議的縮寫又叫2PC,中文叫兩階段提交。在分布式系統中,每個節點雖然可以知曉自己的操作時成功或者失敗,卻無法知道其他節點的操作的成功或失敗。當一個事務跨越多個節點時,為了保持事務的ACID特性,需要引入一個作為協調者的組件來統一掌控所有節點(稱作參與者)的操作結果並最終指示這些節點是否要把操作結果進行真正的提交(比如將更新後的數據寫入磁碟等等)。
㈡ java sip打電話實現,如何判斷用戶不說話
基於sip的voip網路通話基本過程是:(1),建立sip伺服器,關於如何搭建sip伺服器,請參考我的博客點擊打開鏈接 (2)需要參與通話的所有客戶端注冊用戶到sip伺服器(3)一個客戶端發起sip通話到另一個客戶端,這個消息首先發到sip伺服器,sip伺服器收到消息後轉發到目的客戶端(4)目的客戶端接收電話.
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