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宇宙之一粟读书笔记之《数据密集型利用零碎设计》，本笔记的内容来自《数据密集型利用零碎设计》，该书豆瓣评分高达 9.7。
什么是数据密集型利用
数据密集型利用，英文名 Data-Intensive Application。
数据密集型利用（data-intensive applications） 正在通过应用这些技术提高来推动可能性的边界。一个利用被称为 数据密集型 的，如果 数据是其次要挑战 （数据量，数据复杂度或数据变动速度）—— 与之绝对的是 计算密集型，即处理器速度是其瓶颈。数据密集型计算是一类并行计算应用程序，应用数据并行办法解决大量数据。
在大多数软件系统中很重要的三个问题是：
可靠性：即便面对意外状况如硬件、软件故障、人为失误等，零碎也应正确工作，尽管零碎的性能可能有所升高，但还是能执行正确的性能。
可扩展性：随着零碎规模的增长（数据，流量量或复杂性），应有正当的办法来匹配该增长。
可维护性：随着工夫的推移，许多新的人员参加到零碎的开发与运维，人们应该可能仍然无效保护该零碎。
数据密集型利用个性
为了实现数据密集型计算的高性能，有必要最大水平地缩小数据的挪动。这能够通过 reduce 算法在数据寓居的节点上执行算法来缩小零碎开销并进步性能。
数据密集型计算零碎采纳独立于机器的办法，其中运行时系统控制程序的调度、执行、负载平衡、通信和挪动。
数据密集型计算十分关注数据的可靠性和可用性。传统的大规模零碎可能容易受到硬件故障、通信谬误和软件谬误的影响，而数据密集型计算旨在克服这些挑战。
数据密集型计算是为可扩展性而设计的，因而它能够包容任何数量的数据，因而能够满足工夫要害要求。硬件和软件架构的可扩展性是数据密集型计算的最大劣势之一。
可靠性
软件的典型的可靠性包含：
- 应用程序执行用户所冀望的性能
- 能够容忍用户呈现谬误或不正确的软件应用办法
- 性能可能应答典型场景、正当负载压力和数据量
- 零碎可避免任何未经受权的拜访和滥用
故障通常被定义为组件偏离其失常规格，而生效象征零碎作为一个整体进行，无奈向用户提供所需的服务。况且不太可能将故障概率升高到零，因而通常设计容错机制来防止从故障引发零碎生效。
硬件谬误
硬件谬误总是很容易想到：硬盘解体、内存故障、停电甚至是人为拔掉网线。
一般来说，解决硬件故障的规范办法是为硬件组件增加冗余，以便如果硬件产生故障，则随时能够更换。例如：
- 对磁盘的 RAID 配置
- 服务器装备双电源
- 热插拔 CPU
- 数据中心增加备用电源、发电机等
随着数据量和应用程序的计算需要的减少，人们偏差于应用 软件故障容错技术 来容忍硬件谬误。这些软件容忍零碎的一个长处是：对于单个服务器零碎，如果须要重新启动机器（例如，利用操作系统安全补丁），则须要打算停机工夫。然而，对于能够忍耐机器故障的零碎，能够一次修补一个节点而后重启（无需停机整个零碎 – 滚动降级）。
这种形式使得零碎更具备操作便利性。
软件谬误
与硬件谬误相比，软件谬误之间更加具备关联性。这意味着，一个节点中的故障导致系统呈现更多的故障。牵一发而动全身，例如：
- 因为软件谬误，导致当输出特定值时应用服务器总是解体
- 一个利用过程应用了某个共享资源如 CPU、内存、磁盘或网络带宽，但却可怜失控跑飞了
- 零碎依赖于某些服务，但该服务忽然变慢。甚至无响应或者开始返回异样的响应
- 级联故障，其中某个组件的小故障触发另一个组件故障，进而引发更多的零碎问题
解决办法（软件故障有时没有疾速的解决办法，只能多思考软件设计的细节）：
- 认真查看依赖的假如条件与零碎之间交互
- 进行全面的测试，测试覆盖率争取达到 100%
- 过程隔离，容许过程解体并主动重启
- 监控并剖析生产环节的种种数据
人为谬误
设计和构建软件系统总是由人实现的，但人类是不牢靠的。只管人类不牢靠，咱们如何使零碎牢靠？通过多种办法的组合，例如：
- 奇妙的软件设计：通过精心设计的形象，API 和治理界面来最大水平地限度谬误机会的形式设计零碎。
- 开发、测试、生产环境拆散 ：拆散最容易出错的中央、容易引发故障的接口。提供一个功能齐全但非生产用的沙箱环境（ 测试零碎），使人们能够释怀的尝试、体验，包含导入实在的数据，万一呈现问题，不会影响实在用户。
- 充沛的测试：从单元测试到全系统集成测试、手动测试到自动测试。
- 疾速的复原机制：当呈现人为失误，能够疾速回复，以最大水平缩小故障的影响。例如：疾速回滚配置改变，滚动公布新代码，提供校验数据的工作
- 设置具体而清晰的监控子系统：包含性能指标和错误率
总结
可靠性不单单是针对核电站和地面交管软件之类的零碎很重要，日常的很多利用也须要牢靠的工作。商业软件的谬误可能会导致效率降落，甚至带来法律危险，电子商务网站故障比方呈现超卖，既影响网站营收，带来巨大损失。
总之，开发和软件设计人员应该秉持对用户负责的态度，设计一个牢靠的利用十分要害。
但有时也会呈现其它的状况，就义一些可靠性来升高开发成本或经营开销，对此，须要衡量。