关于java:Java面试题冲刺第二十三天分布式

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面试题 1:说说什么分布式事务?解释一下什么是 CAP?
CAP 了解:
诘问 1:怎么了解强一致性、弱一致性和最终一致性?
面试题 2:理解 BASE 实践么?
诘问 1:基于 BASE 实践,举几个理论的例子
面试题 3:实现分布式事务一致性(Consistency)的办法有哪些?
诘问 1:说一下二阶段提交(2PC)的原理吧
总结
面试题 1:说说什么分布式事务?解释一下什么是 CAP?
当初互联网开发多应用微服务架构,一个简略的操作,在服务端可能就是由多个服务和数据库实例协同实现的。但在一致性要求较高且高 QPS 的场景下,多个独立操作之间的一致性问题和服务高可用问题就显得分外辣手。

基于对程度扩容能力和老本思考,针对除非敏感业务(如领取、转账等)外的大量其余业务,传统的强统一的解决方案逐步被淘汰。

其理论依据就是 CAP 原理。在分布式系统中,同时满足 CAP 定律中的一致性 Consistency、可用性 Availability 和分区容错性 Partition Tolerance 三者是不可能的。在绝大多数的场景,为了可用性和分区容错性,都须要就义强一致性来换取零碎的高可用性,零碎往往只须要保障最终一致性。

CAP 了解:
Consistency:一致性就是在客户端任何时候看到各节点的数据都是统一的。

Availability:可用性就是在任何时刻都能够提供读写。

Partition Tolerance:分区容错性是在网络故障、某些节点不能通信的时候零碎仍能持续工作。

具体地讲在分布式系统中,在任何数据库设计中,一个 Web 利用最多只能同时反对下面的两个属性。显然,任何横向扩大策略都要依赖于数据分区。因而,设计人员必须在一致性与可用性之间做出抉择。

AP(高可用 && 分区容错):

容许至多一个节点更新状态会导致数据不统一,即丢失了 C 性质(一致性)。会导致全局的数据不统一。

CP(统一 && 分区容错):

为了保证数据一致性,将分区一侧的节点设置为不可用,那么又丢失了 A 性质(可用性)。分区同步会导致同步工夫有限缩短(也就是等数据同步实现之后能力失常拜访)

CA(统一 && 高可用):

两个节点能够相互通信,能力既保证 C(一致性)又保障 A(可用性),这又会导致丢失 P 性质(分区容错性)。这样的话就分布式节点碰壁,无奈部署子节点, 放弃了分布式系统的可扩展性。因为分布式系统与单机零碎不同,它波及到多节点间的通信和交互,节点间的分区故障是必然产生的,所以在分布式系统中分区容错性是必须要思考的。

分布式事务服务

分布式事务服务(Distributed Transaction Service,DTS)是一个分布式事务框架,用来保障在大规模分布式环境下事务的最终一致性。

CAP 实践通知咱们在分布式存储系统中,最多只能实现下面的两点。而因为以后的网络硬件必定会呈现提早丢包等问题,所以分区容忍性是咱们必须须要实现的,所以咱们只能在一致性和可用性之间进行衡量。

为了保障系统的可用性,互联网零碎大多将强一致性需要转换成最终一致性的需要,并通过零碎执行幂等性的保障,保证数据的最终一致性。

诘问 1:怎么了解强一致性、弱一致性和最终一致性?
强一致性:当更新操作实现之后,任何多个后续过程或者线程的拜访都会返回最新的更新过的值。这种是对用户最敌对的,就是用户上一次写什么,下一次就保障能读到什么。依据 CAP 实践,这种实现须要就义可用性。

弱一致性:零碎并不保障后续过程或者线程的拜访都会返回最新的更新过的值。零碎在数据写入胜利之后,不承诺立刻能够读到最新写入的值,也不会具体的承诺多久之后能够读到。

最终一致性:弱一致性的特定模式。零碎保障在没有后续更新的前提下,零碎最终返回上一次更新操作的值。在没有故障产生的前提下,不统一窗口的工夫次要受通信提早,零碎负载和复制正本的个数影响。DNS 是一个典型的最终一致性零碎。

  最终一致性是指零碎中所有的正本通过一段时间的异步同步之后,最终可能达到一个一致性的状态,也就是说在数据的一致性上存在一个短暂的提早。

  简直所有的互联网零碎采纳的都是终一致性,只有在切实无奈应用终一致性,才应用强一致性或事务,比方,对于决定零碎运行的敏感数据,须要思考采纳强一致性,对于与钱无关的领取零碎或金融零碎的数据,须要思考采纳事务。

  也就是说可能应用最终一致性的业务就尽量应用最终一致性,因为强一致性会升高零碎的可用性。

面试题 2:理解 BASE 实践么?
在分布式系统中,咱们往往谋求的是可用性,它的重要程序比一致性要高,那么如何实现高可用性呢?前人曾经给咱们提出来了另外一个实践,就是 BASE 实践,它是用来对 CAP 定理进行进一步裁减的。BASE 实践指的是:

Basically Available(根本可用)
Soft state(软状态)
Eventually consistent(最终一致性)
BASE 实践是对 CAP 中的一致性和可用性进行一个衡量的后果,是对互联网大规模分布式系统的实际总结,强调可用性。

实践的核心思想就是:根本可用(Basically Available)和最终一致性(Eventually consistent)。尽管无奈做到强统一,但每个利用都能够依据本身的业务特点,采纳适当的形式来使零碎达到最终一致性(Eventual consistency)。

诘问 1:基于 BASE 实践,举几个理论的例子
咱们以 12306 订票零碎为例

1. 流量削峰

  能够在不同的工夫,发售不同区域的票,将拜访申请错开,减弱申请峰值。比方,在春运期间,深圳登程的火车票在 8 点开售,北京登程的火车票在 9 点开售。

2. 提早响应

  在春运期间,本人提交的购票申请,往往会在队列中排队期待解决,可能几分钟或十几分钟后,零碎才开始解决,而后响应处理结果。

3. 体验降级

  比方用小图片来代替原始图片,通过升高图片的清晰度和 大小,晋升零碎的解决能力。

4. 过载爱护

  比方把接管到的申请放在指定的队列中排队解决,如果申请等 待工夫超时了(假如是 100ms),这个时候间接回绝超时申请;再比方队列满了之后,就 革除队列中肯定数量的排队申请,爱护零碎不过载,实现零碎的根本可用。

面试题 3:实现分布式事务一致性(Consistency)的办法有哪些?
为了解决分布式系统的一致性问题,在长期的摸索钻研过程中,涌现出了一大批经典的一致性协定和算法,其中最驰名的就是二阶段提交协定、三阶段提交协定和 Paxos 算法。

诘问 1:说一下二阶段提交(2PC)的原理吧
二阶段提交(two-phase commit)减少了事务处理器和事务执行者的角色。由事务处理器来进行整个事务的解决。次要流程如上面的图

两阶段提交协定

prepare(筹备阶段)

当开始事务调用的时候,事务处理器向事务执行者(有可能是数据库自身反对)收回命令,事务执行者进行 prepare 操作。

当所有事务执行者都实现了 prepare 操作,就进行下一步行为。

如果有一个事务执行者在执行 prepare 的时候失败了,那么告诉事务处理器,事务处理器再告诉所有的事务执行者执行回滚操作。

commit(提交阶段)

当所有事务执行者都 prepare 胜利当前,事务处理器会再次发送 commit 申请给事务执行者,所有事务执行者进行 commit 解决。

当所有 commit 解决都胜利了,那么事务执行完结。

如果有一个事务执行者的 commit 解决不胜利,这个时候就要告诉事务处理器,事务处理器告诉所有的事务执行者执行回滚 (abort) 操作。

然而两阶段提交的诟病就是在于性能问题。比方因为执行链比拟长,锁定资源的工夫也变长了。所以在高性能的零碎中都会防止应用二阶段提交。

总结
本篇文章就到这里了,心愿能给你带来帮忙

正文完
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