如何手写一个简单的分布式系统框架?

本文涉及的产品
传统型负载均衡 CLB,每月750个小时 15LCU
EMR Serverless StarRocks,5000CU*H 48000GB*H
网络型负载均衡 NLB,每月750个小时 15LCU
简介: 如何手写一个简单的分布式系统框架?

分布式系统设计

1.服务注册与发现

import java.util.*;

public class ServiceRegistry {
   
    private Map<String, List<String>> services = new HashMap<>();

    public void registerService(String serviceName, String serviceUrl) {
   
        List<String> urls = services.computeIfAbsent(serviceName, k -> new ArrayList<>());
        urls.add(serviceUrl);
        services.put(serviceName, urls);
    }

    public List<String> getServiceUrl(String serviceName) {
   
        return services.get(serviceName);
    }
}

2.负载均衡

import java.util.*;

public class LoadBalancer {
   
  private final ServiceRegistry serviceRegistry;

  public LoadBalancer(ServiceRegistry serviceRegistry) {
   
    this.serviceRegistry = serviceRegistry;
  }

  public String chooseServer(String serviceName) {
   
    List<String> urls = serviceRegistry.getServiceUrl(serviceName);
    if (urls.isEmpty()) {
   
      throw new RuntimeException("No available service for " + serviceName);
    }
    Random random = new Random();
    int randomIndex = random.nextInt(urls.size());
    return urls.get(randomIndex);
  }
}

3.容错

import java.util.*;

public class CircuitBreaker {
   
  private final LoadBalancer loadBalancer;
  private final int failureThreshold;
  private final int timeout;
  private int failureCount;
  private long lastFailureTime;

  public CircuitBreaker(LoadBalancer loadBalancer, int failureThreshold, int timeout) {
   
    this.loadBalancer = loadBalancer;
    this.failureThreshold = failureThreshold;
    this.timeout = timeout;
    this.failureCount = 0;
    this.lastFailureTime = 0;
  }

  public String execute(String serviceName, String operation) {
   
    String serverUrl = loadBalancer.chooseServer(serviceName);
    if (isCircuitBreakerOpen()) {
   
      throw new RuntimeException("Circuit breaker is open for " + serviceName);
    }
    try {
   
      // Call the service operation
      return callService(serverUrl, operation);
    } catch (Exception ex) {
   
      failureCount++;
      lastFailureTime = System.currentTimeMillis();
      if (isCircuitBreakerTripped()) {
   
        throw new RuntimeException("Circuit breaker is tripped for " + serviceName);
      }
      throw ex;
    }
  }

  private boolean isCircuitBreakerOpen() {
   
    return failureCount >= failureThreshold && isTimeoutElapsed();
  }

  private boolean isCircuitBreakerTripped() {
   
    return failureCount >= failureThreshold;
  }

  private boolean isTimeoutElapsed() {
   
    return System.currentTimeMillis() - lastFailureTime > timeout;
  }

  private String callService(String serverUrl, String operation) {
   
    // Call the service operation using HTTP or some other protocol
    return "";
  }
}

其中,isCircuitBreakerOpen是一个判断方法,用于判断一个开关是否打开。在分布式系统中,通常使用熔断器(Circuit Breaker)来实现容错机制。熔断器可以防止系统连锁故障,提高系统的可用性。当调用某个服务的失败次数达到一定的阈值后,熔断器会打开,表示该服务不可用,从而避免对该服务的继续调用。isCircuitBreakerOpen方法用于判断熔断器是否处于打开状态,如果熔断器打开,则不能再对该服务进行调用,需要等待一定的时间后再尝试重新调用服务。

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