程式通常(至少)使用兩種形式的資料：

1.記憶體中，資料儲存在物件、結構體、列表、陣列、雜湊表、樹等中。這些資料

結構針對CPU的高效訪問和操作進行了優化(通常使用指標)。

2.如果要將資料寫入檔案，或通過網路傳送，則必須將其編碼(encode)為某種

位元組序列(如JSON文件)。由於每個程序都有自己獨立的地址空間，一個

程序的指標對其他程序沒有任何意義，所以這個位元組序列通常與記憶體中的

資料結構完全不同。

所以，需要在兩種表示之間進行翻譯。

記憶體到位元組序列稱為編碼(Encoding)、序列化(serialization)、編組(marshalling)

位元組序列到記憶體稱為解碼(Decoding)、反序列化(deserialization)、反編組(unmarshalling)、解析(parsing)

 

資料在流程之間流動的最常見方式：

• 通過資料庫
• 通過服務呼叫(REST、RPC)
• 通過非同步訊息傳遞

資料庫中，寫入資料庫的過程對資料進行編碼，從資料庫讀取的過程對資料進行解碼。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

服務中的資料流：REST與SOA

當需要網路通訊時，最常見的配置是兩個角色：客戶端和伺服器。

伺服器本身可以是另一個服務的客戶端(典型的Web應用伺服器充當資料庫的客戶端)

這種方法通常用於將大型應用程式按照功能區域分解為較小的服務，這樣當一個服務

需要另一個服務的某些功能或資料時，會向另一個服務發出請求。這種構建應用程式

的方式稱為面向服務的體系結構(service-oriented architecture，SOA)現在被改進為

微服務架構(microservices architecture)

 

當服務使用HTTP作為底層通訊協議時，稱之為Web服務。有兩種流行的Web服務方法：REST、SOAP

REST(Representational State Transfer)不是一個協議，是基於HTTP原則的設計哲學，強調簡單的資料格式。

SOAP(Simple Object Access Protocol)是基於XML的協議，與HTTP協議結合使用。

 

RPC(Remote Procedure Call)遠端過程呼叫：

PRC要解決兩個問題：

1. 解決分散式系統中，服務之間的呼叫問題。
2. 遠端呼叫時，能夠像本地呼叫一樣方便，讓呼叫者感知不到遠端呼叫的邏輯。

 

RPC與本地函式呼叫非常不同：

1. 本地函式呼叫是可預測的，RPC不可預知；由於網路問題，請求和響應可能丟失。

但網路問題是常見的，必須預測它們，如重試失敗的請求。

1.  本地函式要麼返回結果，要麼丟擲異常，或永遠不返回(無限迴圈或程序崩潰)。RPC

由於超時，可能返回沒有結果。

1. 如果重試失敗的RPC，可能前一個請求已通過，只是響應丟失。除非你在協議中引入

除重idempotence機制。

1. 本地方法，每次執行時間大致相同；RPC則慢得多，根據網路狀況，時間波動也很大。
2. 呼叫本地函式，可以高效的將引用(指標)傳給本地記憶體中的物件。RPC所有引數必須被

編碼成可用過網路傳送的位元組，如引數是較大的物件，就存在問題。

 

PRC與資料庫之間的非同步訊息傳遞系統-通過訊息中介軟體來臨時儲存資訊

與直接RPC相比，使用訊息中介軟體(message-oriented middleware)的優點：

1. 如果收件人不可用或過載，可以充當緩衝區，提高系統可靠性；
2. 可以自動將訊息重新發送給已崩潰的程序，防止訊息丟失；
3. 避免發件人需要知道收件人的IP地址、埠號(虛擬機器經常出入的雲部署中有用)
4. 允許將一條訊息傳送給多個收件人；
5. 將收件人和發件人邏輯分離(發件人只發布郵件，不關心使用者)

 

中介軟體(也稱Message brokers)的大體執行方式：

one process sends a message to a named queue or topic, and the broker ensures that

the message is delivered to one or more consumers of or subscribers to that queue or topic.

There can be many producers and many consumers on the same topic.

 

資料分佈在多個節點上通常有兩種方式：複製(Replication)、分割槽(Partitioning)

使用複製的原因：

1. 使得資料與使用者在地理上接近(從而減少延遲)
2. 即使系統的一部分出現故障，系統還能正常工作
3. 擴充套件可以接收讀請求的機器數量(從而提高讀取吞吐量)

 

複製的資料會隨時間改變，因此處理複製資料的變更是難點，有三種流行的變更復制演算法：

• singer leader(單領導者)
• multi leader(多領導者)
• leaderless(無領導者)

複製系統的一個重要細節：複製是同步還是非同步發生

 

最終一致性(eventually consistency)

這種情況下，我們需要讀寫一致性(read-after-write consistency)，也稱讀己之寫一致性(read-your-writes consistency)

 

單調讀(Monotonic Reads)：

一致字首讀取(Consistent Prefix Reads)：

如果一系列寫入按某個順序發生，那麼任何人也會按同樣的順序讀取

The "happens-before" relationship and concurrency(在之前發生與併發)

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