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从零开始理解 C++ 后端编程中的分布式系统

2025/5/4 15:33:30 来源:https://blog.csdn.net/2301_80355452/article/details/147685326  浏览:    关键词:从零开始理解 C++ 后端编程中的分布式系统

一、什么是“分布式”?

简单来说,分布式系统就是由“多个计算机(或服务器)”组成的一个大系统,它们通过网络协作完成某个任务,就像一个“团队合作”一样。

想象你开了一家餐馆,最初只有 一个厨房 和 一个服务员,所有订单都在这里处理。随着生意变好,你需要:

  • 开分店(多个厨房)

  • 雇佣更多服务员(多个服务节点)

  • 协调分店之间的食材供应(数据同步)

这就是 分布式系统 的核心思想:将任务拆分到多台计算机(节点)上协同工作,共同完成一个目标。

举个生动的比喻:

想象你和朋友们在一起做一道大菜,你们不在一个厨房里,而是各自处在不同的厨房里,各自负责不同的调料、配料,然后通过电话、微信沟通,把准备好的部分搬到一起,最终完成一顿美味佳肴。这个“分布在不同乡村/城市的厨房”合作做菜,就是一种“分布式”的思维。


二、为什么要用“分布式”?

单机系统的局限性

  • 性能瓶颈:CPU、内存、磁盘有限,无法处理海量请求(如双十一购物节每秒百万订单)。

  • 可靠性问题:单机故障会导致整个系统瘫痪。

  • 扩展性不足:无法通过简单增加机器提升能力。

分布式系统的优势

  • 水平扩展:通过增加机器提升性能。

  • 高可用性:单节点故障不影响整体服务。

  • 灵活部署:不同服务可独立扩展(如订单服务、支付服务)。

原因很多,主要包括:

  1. 扩展性(可扩展):单台电脑(单机)处理能力有限,但多台电脑可以一起合作,处理更大的数据、更复杂的任务。
  2. 高可用性:如果一台机器出现问题,其他机器还能继续工作,不会让整个系统崩溃。
  3. 负载均衡:把请求平均分配给不同的服务器,避免某个机器过载。
  4. 地理分散:用户分布在不同地区,可以让系统靠近用户,提高响应速度。

三、分布式系统的核心概念

3.1 水平扩展 vs 垂直扩展
  • 垂直扩展(Scale Up):升级单台机器的硬件(如换更强的 CPU)。

    • 优点:简单,无需改代码。

    • 缺点:成本高,存在物理上限。

  • 水平扩展(Scale Out):增加更多机器分担负载。

    • 优点:理论上无限扩展。

    • 缺点:需解决数据同步、负载均衡等问题

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