Java春招面试题解答系列：分布式架构的演进过程

目标

1. 了解分布式架构中的相关概念
2. 初始分布式架构及意义
3. 分布式架构的发展过程和历史
4. 分布式架构的演进过程
5. 构建分布式架构最重要的因素

1 分布式架构的发展历史

1946 年情人节(2.14) , 世界上第一台电子数字计算机诞生在美 国宾夕法尼亚大学大学，它的名字是:ENIAC; 这台计算机占地 170 平米、重达 30 吨，每秒可进行 5000 次加法运算。 第一台电子计算机诞生以后，意味着一个日新月异的 IT 时代 的到来。一方面单台计算机的性能每年都在提升:从最早的 8 位 CPU 到现在的 64 位 CPU;从早期的 MB 级内存到现在的 GB 级别内存;从慢速的机械存储到现在的固态 SSD 硬盘存储。

• tips:冯诺依曼模型
  

ENIAC 之后，电子计算机便进入了 IBM 主导的大型机时代，IBM 大 型机之父吉恩.阿姆达尔被认为是有史以来最伟大的计算机设计师 之一。1964 年 4 月 7 日，在阿姆达尔的带领下，历时三年，耗费 50 亿美元，第一台 IBM 大型机 SYSTEM/360 诞生。这使得 IBM 在 20 实际 50~60 年代统治整个大型计算机工业，奠定了 IBM 计算机 帝国的江山。

• IBM 大型机曾支撑美国航天登月计划
• IBM 主机一直服务于金融等核心行业的关键领域

由于高可靠性和超强的计算能力，即便在 X86 和云计算飞速发展的情况下,IBM 的大型机依然牢牢占据着一定的高端市场份额 20 世纪 80 年代，在大型机霸主的时代，计算机架构同时向两 个方向发展

• 以 CISC (微处理器执行的计算机语言指令集) CPU 为架构 的价格便宜的面向个人的 PC
• 以 RISC (精简指令集计算机) CPU 为架构的价格昂贵的面 向企业的小型 UNIX 服务器

2 分布式架构发展的里程碑

大型主机的出现。凭借着大型机超强的计算和 I/O 处理能力、 稳定性、安全性等，在很长一段时间内，大型机引领了计算机 行业及商业计算领域的发展。而集中式的计算机系统架构也成 为了主流。随着计算机的发展，这种架构越来越难以适应人们 的需求，比如说

1. 由于大型主机的复杂性，导致培养一个能够熟练运维大型 主机的人的成本很高

2. 大型主机很贵，一般只有土豪(政府、金融、电信)才能用得 起

3. 单点问题，一台大型主机出现故障，那么整个系统将处于不 可用状态。而对于大型机的使用群体来说，这种不可用导致的 损失是非常大的

4. 科技在进步，技术在进步。PC 机性能不断提升，很多企业 放弃大型机改用小型机及普通 PC 来搭建系统架构

3 阿里巴巴在 2009 年发起了一项"去 IOE"运动

IOE 指的是 IBM 小型机、Oracle 数据库、EMC 的高端存储 2009 年“去 IOE”战略透露，到 2013 年 5 月 17 日最后一台 IBM 小型机在支付宝下线。

3.1 为什么要去 IOE?

阿里巴巴过去一直采用的是 Oracle 数据库，并利用小型机和 高端存储设备提供高性能的数据处理和存储服务。随着业务的 不断发展，数据量和业务量呈爆发性增长，传统的集中式 Oracle 数据库架构在扩展性方面遭遇瓶颈。 传统的商业数据库软件(Oracle,DB2)，多以集中式架构为主， 这些传统数据库软件的最大特点就是将所有的数据都集中在 一个数据库中，依靠大型高端设备来提供高处理能力和扩展性。 集中式数据库的扩展性主要采用向上扩展(Scale up)的方式， 通过增加 CPU，内存，磁盘等方式提高处理能力。这种集中式 数据库的架构，使得数据库成为了整个系统的瓶颈，已经越来越不适应海量数据对计算能力的巨大需求

4 分布式系统的意义

1. 升级单机处理能力的性价比越来越低
   单机的处理能力主要依靠 CPU、内存、磁盘。通过更换硬件 做垂直扩展的方式来提升性能，成本会越来越高。
2. 单机处理能力存在瓶颈
   单机处理能力存在瓶颈，CPU、内存都会有自己的性能瓶颈， 也就是说就算你是土豪不惜成本去提升硬件，但是硬件的发 展速度和性能是有限制的