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分布式模式之Broker模式
问题来源:创建一个游戏系统,其将运行在互联网的环境中。客户端通过WWW
服务或特定的客户端软件连接到游戏服务器,随着流量的增加,系统不断的膨胀,最终后台数据、业务逻辑被分布式的部署。然而相比中心化的系统,复杂度被无可避免的增大了,该如何降低各个组件之间的耦合度。
挑战:需要保证可伸缩性、可维护性、可更新性,需要将服务划分为各个相对独立的组件,组件被分布式的部署,它们之间通过进程间通信方式实现交互。服务的增加、删除、改变都应该被支持。理想情况,以开发者的角度看,集中化的系统和分布式的系统在中心逻辑上没有什么不同。为实现这个目标:
l 可以远程的访问服务,而对于访问者,服务的位置应该是透明的。
l 提供服务的组件可以增加、删除、改变,而且这些在运行期同样应该被支持。
l 访问服务的客户端不应该关心服务的实现细节。
解决方案:引入一个Broker组件,解耦客户端和服务端。服务端注册自己到Broker,通过暴露接口的方式允许客户端接入服务。客户端是通过Broker发送请求的,Broker转发请求道服务端,并将请求的结果或异常回发给客户端。通过使用Broker模式,应用可以通过发送消息访问远程的服务。
这一架构模式允许动态的改变、添加、删除服务端,从客户端的角度,这些都是透明的。
结构:Broker模式定义了6中类:Client,Server,Client_Proxy,Server_Proxy,Broker,Bridge。
Server:l 责任:处理特定领域的问题,实现服务的细节,注册自己到Broker
,处理请求并返回结果或异常。
l 协作类:Server_Proxy
,
Broker
Client:
Client是需要访问远程服务的应用程序,为此,
Client
发送请求到
Broker
,并从
Broker
上接收响应或异常。
Client
和
Server
只是逻辑上相关而已,实际上
Client
并不知道
Server
的确切位置。
l 责任:1.
实现用户端功能,
发送请求到
Broker
,
接收相应和异常。
l 协作类:Broker
,
Client_Proxy
Broker:
Broker可以被看成消息转发器。
Broker
也负责一些控制和管理操作。它能够定位服务端的位置,若发生异常,能够将异常捕获传给
Client
。
Broker
需要提供注册服务的接口给
Server
。如果请求来自其他的
Broker
,本地的
Broker
需要转发请求并最终将结果或异常回应给相应的远程
Broker
。
Broker
提供的服务和
name service
非常相像(如
DNS
、
LDAP
)。
l 责任:1.
注册服务。
提供服务
API
。
转发消息。
容错处理。
与其他
Broker
的交互。
6
。 定位服务。
l 协作类:Client_Proxy,Server_Proxy,Bridge
Client_Proxy:
连系Client
和
Broker
,这一层保证了通讯的透明性,使
Client
调用远程服务就像调用本地的服务一样。
l 责任:1.
封装特定的系统调用。
封装通讯的参数、控制信息等。
l 协作类:Client,Broker
。
Server_Proxy:
Server_proxy是与
Client_Proxy
相对应的,它接受请求,解包消息,解析出参数并调用服务的实现接口。
l 责任:1.
封装特定的系统调用。
封装通讯的参数、控制信息等。
调用
server
的服务接口。
l 协作类:Server,Broker
。
Bridge:
Bridge用来连接各个
Broker
,一般这个组件是可选的。当系统是发杂的网络组成时,有可能需要这一角色。
l 责任:1.
封装特定的网络特性。
传递
Broker
之间的通讯。
l 协作类:Broker
。
应用场景一:直接通讯方式。Client
和
Server
相互理解他们之间的通讯协议。
Broker
主要完成
Client
和
Server
之间的握手。之后所有的消息、异常都是由
Client
与
Server
直接交互。(想象
DNS
)。简单对象交互如图:
l Broker启动,完成自身的初始化,之后进入事件循环,等待消息到来。
l Server启动,首先执行自身的初始化,然后注册自己到
Broker
。
l Broker接收
Server
的注册请求,将其加入到可使用服务的列表,并回应
Ack
给
Server
。
l Server接收
Ack
,进入事件监听循环,等待消息到来。
l Client调用远程服务对象的方法,
Client_Proxy
封装消息请其发送给
Broker
。
l Broker查询可使用的
Server
,将请求转发给
Server
。
l Server_Proxy解析消息,分离出参数和控制信息,并调用特定的
Server
实现接口。
Server
处理完的结果通过
Server_proxy
封装成消息转发到
Server
。
l Broker将相应消息转发给正确的
Client_Proxy
,
Client
受到响应继续其他逻辑。
简单对象交互如图:
l Broker A接收到请求,交由Server处理,但是发现该Server位于其他的网络节点。
l Broker A将请求转发给Bridge A,Bridge A将请求进行必要的格式化,传送给Bridge B。
l Bridge B将请求进行必要的格式化,转化成Broker B可以理解的格式,并转发给Broker B。Broker B执行场景二中的过程,处理的结果按如上逆序返回。
简单对象交互如图:
**总结:
u 优点:1. 服务的位置透明性。
- 组件的可变性及扩展性。由于Server是注册到Broker上的,所以Server可以动态的增加、删除、改变。
- Broker之间可交互。
- 可重用性。
- 由于组件的耦合度较小,调试和测试的工作也是可控的。
u 缺点:
- 效率;增加了一层Broker的消息转发,效率有所降低。
- 容错能力必须要特别考虑。
- 调试和测试的工作加大。
**