一、分布式領(lǐng)域所說的同步與異步通信環(huán)境具體是指什么

在分布式領(lǐng)域，同步和異步通信環(huán)境是指不同的通信模型。這兩種通信模型都可以用于在分布式系統(tǒng)中進行進程間的通信。

同步通信環(huán)境中，發(fā)送方需要等待接收方確認才能繼續(xù)執(zhí)行下面的操作，直到接收方已經(jīng)成功接收到消息后，發(fā)送方才會被釋放繼續(xù)執(zhí)行。這意味著，在同步通信環(huán)境中，發(fā)送方和接收方必須遵循嚴格的同步規(guī)則，以便協(xié)同工作和溝通。同步通信環(huán)境可以確保消息的可靠性和順序性，但也可能會導(dǎo)致隊列阻塞和死鎖等問題。

異步通信環(huán)境中，發(fā)送方并不需要等待接收方確認，即使接收方并沒有響應(yīng)，發(fā)送方仍然可以繼續(xù)執(zhí)行下面的操作。在異步通信環(huán)境中，每個進程都可以獨立地執(zhí)行，并且不需要等待其他進程的響應(yīng)。這種自由度可能會帶來更高的性能和更好的并行性，但也可能會導(dǎo)致一些不確定性，例如消息丟失或亂序到達等問題。

二、分布式概述

1、什么是分布式系統(tǒng)

多個計算機或設(shè)備組合起來一起工作的系統(tǒng)。它的特點是在使用者看來，所有的接口看似都是由一個系統(tǒng)提供的；設(shè)備之間需要使用網(wǎng)絡(luò)通信；某個設(shè)備發(fā)生故障后，其他的設(shè)備可能是可用的。如WEB服務(wù)，存儲服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)存儲服務(wù)宕機后，應(yīng)用服務(wù)可能還會使用緩存繼續(xù)提供服務(wù)。如電話服務(wù)，系統(tǒng)由轉(zhuǎn)機和終端共同提供服務(wù)，各個設(shè)備通過電話線通信。

網(wǎng)絡(luò)上很多文章所說的分布式大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)的WEB系統(tǒng)，這是由于活躍著大多是WEB系統(tǒng)相關(guān)開發(fā)人員。但事實上分布式系統(tǒng)沒有那么單一，也沒有那么復(fù)雜，目前我們所使用的服務(wù)基本上都是分布式系統(tǒng)而分布式系統(tǒng)也僅僅是一組設(shè)備組成的工作集合。

2、為什么需要分布式系統(tǒng)

從分布式系統(tǒng)的特點說起，如果需要大數(shù)據(jù)量、高可用、可擴展、高性能，那么就需要分布式系統(tǒng)。如：

電話系統(tǒng)使用分布式設(shè)計，目的是實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活性和可用性。WEB系統(tǒng)使用分布式設(shè)計，目的是提高可用性和并發(fā)以及性能。

3、什么是分布式技術(shù)

多個計算機組合使用時，會面臨一些問題，如網(wǎng)絡(luò)通信、設(shè)備故障、并發(fā)等問題，而分布式技術(shù)就是為了解決這些問題的。

RPC 技術(shù)解決多個設(shè)備的通信問題。復(fù)制技術(shù)解決數(shù)據(jù)的備份問題和提升性能和并發(fā)。分片技術(shù)解決數(shù)據(jù)存儲量問題和提升性能。分布式鎖解決多個計算機組合時的并發(fā)讀寫問題。分布式緩存解決多個應(yīng)用服務(wù)時本地緩存的一致性問題。分布式事務(wù)解決多個設(shè)備行為的一致性和隔離性問題。

4、分布式系統(tǒng)的演變

集中式系統(tǒng)非集中式系統(tǒng)混合系統(tǒng)

5、分布式系統(tǒng)的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

提升系統(tǒng)并發(fā)、性能、可用性、擴展性、伸縮性等能力；節(jié)省成本，利用有限的計算機資源提供更好的服務(wù)；

缺點：

多個設(shè)備的操作一致性和并發(fā)問題：用戶一個操作需要多個設(shè)備的多個操作時，如何實現(xiàn)操作失敗后各個設(shè)備的回滾和并發(fā)操作時的問題。通常使用分布式事務(wù)技術(shù)盡可能的解決，較好的方式還是避免。多個設(shè)備的數(shù)據(jù)一致性問題：無狀態(tài)服務(wù)的復(fù)制無需關(guān)注，但有狀態(tài)服務(wù)的復(fù)制由于通信延遲和并發(fā)原因會使得多個副本上數(shù)據(jù)不一致。通常使用一致性算法解決（Raft）。多個設(shè)備的通信問題：由于需要通絡(luò)進行通信，因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障或波動后就會造成設(shè)備之間的通信斷開問題。通常使用重試和Fullback機制等解決。設(shè)備的故障率問題：集中式系統(tǒng)只有一臺設(shè)備，可以通過優(yōu)化環(huán)境減小故障率，而分布式系統(tǒng)中多個設(shè)備組合使用加大了故障率。通常使用復(fù)制技術(shù)提升系統(tǒng)高可用。

6、分布式系統(tǒng)的類型

實際上，一個系統(tǒng)可能不僅僅是由某一類型的分布式系統(tǒng)獨立實現(xiàn)的，很可能是多個分布式類型的系統(tǒng)之間的相互組合，又構(gòu)成一個大的分布式系統(tǒng)。

如WEB服務(wù)中，本身是一個分布式信息系統(tǒng)，但其中可能使用了分布式存儲系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和消息系統(tǒng)，還可能使用了分布式計算系統(tǒng)用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算與分析。

分布式存儲系統(tǒng)分布式計算系統(tǒng)分布式信息系統(tǒng)分布式嵌入系統(tǒng)

7、分布式系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

分布式系統(tǒng)需要大量機器協(xié)作，面臨諸多的挑戰(zhàn)：

異構(gòu)的機器與網(wǎng)絡(luò)：分布式系統(tǒng)中的機器，配置不一樣，其上運行的服務(wù)也可能由不同的語言、架構(gòu)實現(xiàn)，因此處理能力也不一樣；節(jié)點間通過網(wǎng)絡(luò)連接，而不同網(wǎng)絡(luò)運營商提供的網(wǎng)絡(luò)的帶寬、延時、丟包率又不一樣。怎么保證大家齊頭并進，共同完成目標(biāo)，這是個不小的挑戰(zhàn)。普遍的節(jié)點故障：雖然單個節(jié)點的故障概率較低，但節(jié)點數(shù)目達到一定規(guī)模，出故障的概率就變高了。分布式系統(tǒng)需要保證故障發(fā)生的時候，系統(tǒng)仍然是可用的，這就需要監(jiān)控節(jié)點的狀態(tài)，在節(jié)點故障的情況下將該節(jié)點負責(zé)的計算、存儲任務(wù)轉(zhuǎn)移到其他節(jié)點。不可靠的網(wǎng)絡(luò)：節(jié)點間通過網(wǎng)絡(luò)通信，而網(wǎng)絡(luò)是不可靠的?？赡艿木W(wǎng)絡(luò)問題包括：網(wǎng)絡(luò)分割、延時、丟包、亂序。相比單機過程調(diào)用，網(wǎng)絡(luò)通信最讓人頭疼的是超時：節(jié)點A向節(jié)點B發(fā)出請求，在約定的時間內(nèi)沒有收到節(jié)點B的響應(yīng)，那么B是否處理了請求，這個是不確定的。

延伸閱讀1：同步的理解

同步就是指一個進程在執(zhí)行某個請求的時候，若該請求需要一段時間才能返回信息，那么這個進程將會一直等待下去，直到收到返回信息才繼續(xù)執(zhí)行下去；同步就相當(dāng)于是 當(dāng)客戶端發(fā)送請求給服務(wù)端，在等待服務(wù)端響應(yīng)的請求時，客戶端不做其他的事情。當(dāng)服務(wù)端做完了才返回到客戶端。這樣的話客戶端需要一直等待。用戶使用起來會有不友好。