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应用程序的通信成本

发表于: 2015-06-08   作者:netkiller.github.com   来源:转载   浏览:
摘要: 应用程序的通信成本 什么是通信 一个程序中两个以上功能相互传递信号或数据叫做通信。 什么是成本 这是是指时间成本与空间成本。 时间就是传递数据所花费的时间。空间是指传递过程耗费容量大小。 都有哪些通信方式 全局变量 线程间通信 共享内存 共享文件 管道 Socket 硬件(串口,USB) 等等 全局变量 全局变量是成本最低通信方法,通过设置

应用程序的通信成本

什么是通信

一个程序中两个以上功能相互传递信号或数据叫做通信。

什么是成本

这是是指时间成本与空间成本。 时间就是传递数据所花费的时间。空间是指传递过程耗费容量大小。

都有哪些通信方式

  1. 全局变量
  2. 线程间通信
  3. 共享内存
  4. 共享文件
  5. 管道
  6. Socket
  7. 硬件(串口,USB) 等等

全局变量

全局变量是成本最低通信方法,通过设置全局变量,在程序运行时过程中均可操作该变量,用户信号传递,数据传输。

线程间通信

线程间通信也是采用全局变量方式,通常线程库会提供一套完善的API供用户使用,它可以实现共享,锁,互斥等机制。

共享内存

共享内存是在内存中申请开辟一个区域,用于数据共享存储。

共享文件

将数据存储在文件中,供多线程,多进程访问,文件可以上锁与解锁,这种方式性能最差,但对于初级开发者非常适合。 通过将文件存储在tmpfs或shm 文件系统中,可以获得不错的性能。

管道

管道是字符设备,通常是fifo(先进先出)单向通信,如果需要双工可能使用两个管道。

Socket

Socket分为 unix socket 与 tcp/udp socket. 前者只能在unix like 系统中使用。 Socket 分为阻塞与非阻塞通信。 其中tcp/udp Socket 可以跨服务器传输数据。

硬件

例如串口通信,使用串口连接两台电脑,通常速率为 9600bps,115200bps A电脑中运行

cat /dev/ttyS0

B电脑运行

cat /etc/passwd > /dev/ttyS0

可以将/etc/passwd文件从A电脑传递到B电脑。

不再本文讨论范围,这里不多述。

现在我们已经清楚了各种通信方式,这些通信方式适用于不同场景,由此出现了很多种使用方式,甚至多种方式同时使用。

服务器池概念

互联网时代的特点是,服务器不在单一一种,而是各种异构系统,我们经常会看到一个网站有多个服务器组成,因此我们将应用分布在不同的服务器上运行。 例如 Web服务器,应用服务器,缓存服务器,数据库服务器各司其职。就应用服务器还可能分成很多种类,例如搜索,内容管理,用户中心,等等。 问题来了,你会发现你的每个团队开发出一个产品,都需要一个服务器运行,每个团队都在做独立系统。不同团队开发出的功能与其他产品并不兼容,于是有了接口这种东西。 运维的问题也来了,每个应用一个服务器不太现实,但每个项目都不想与其他项目公用一个服务器资源,于是有了虚拟机。

于是我们见到的系统是这样了

               +--------+
               | C 应用 |
               +--------+
                ^  ^  ^
                |  |  |
+--------+ <-----+  |  +-----> +--------+
| A 应用 | <--------+--------> | B 应用 |
+--------+ <-----+  |  +-----> +--------+
                 |  |  |
                 V  V  V
               +--------+
               | D 应用 |
               +--------+

A 应用 运行中会与其他三个服务器产生通信,一次操作建立三次连接,这样的通信成本是非常高的,如果任何一个节点出现故障都出现阻塞。 从运维角度这种配置也极其繁琐,每个节点都要配置与其他连点连接,防火墙ACL 维护也非常繁琐。 出现故障,排查也非常困难,还会消耗大量的排查时间。

进一步优化

我们将公共调用部门放在一处,然后将所有资源都放在服务器上。通过负载均衡分发调用,高可用技术解决公用接口单点问题。

               +----------+
               | 公共接口 |
               +----------+
                 ^  ^  ^
                 |  |  | 
    +------------+  |  +------------+
    |               |               |
    V           V               V
+--------+      +--------+      +--------+
| A 应用 |      | B 应用 |      | C 应用 |
| B 应用 |      | C 应用 |      | A 应用 |
| C 应用 |      | A 应用 |      | B 应用 |
+--------+      +--------+      +--------+

这样的好处显而易见,服务器节点充分使用,既有高可用,又有负载均衡,保障7*24小时无故障运行。部属也方便。 注意上面:每个节点的 A,B,C 应用 加权值不同。

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