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分布式模式之Broker模式

問題來源：創(chuàng)建一個(gè)游戲系統(tǒng)，其將運(yùn)行在互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中?？蛻舳送ㄟ^WWW
服務(wù)或特定的客戶端軟件連接到游戲服務(wù)器，隨著流量的增加，系統(tǒng)不斷的膨脹，最終后臺(tái)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯被分布式的部署。然而相比中心化的系統(tǒng)，復(fù)雜度被無可避免的增大了，該如何降低各個(gè)組件之間的耦合度。

挑戰(zhàn)：需要保證可伸縮性、可維護(hù)性、可更新性，需要將服務(wù)劃分為各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的組件，組件被分布式的部署，它們之間通過進(jìn)程間通信方式實(shí)現(xiàn)交互。服務(wù)的增加、刪除、改變都應(yīng)該被支持。理想情況，以開發(fā)者的角度看，集中化的系統(tǒng)和分布式的系統(tǒng)在中心邏輯上沒有什么不同。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)：
l 可以遠(yuǎn)程的訪問服務(wù)，而對(duì)于訪問者，服務(wù)的位置應(yīng)該是透明的。
l 提供服務(wù)的組件可以增加、刪除、改變，而且這些在運(yùn)行期同樣應(yīng)該被支持。
l 訪問服務(wù)的客戶端不應(yīng)該關(guān)心服務(wù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
解決方案：引入一個(gè)Broker組件，解耦客戶端和服務(wù)端。服務(wù)端注冊自己到Broker，通過暴露接口的方式允許客戶端接入服務(wù)?？蛻舳耸峭ㄟ^Broker發(fā)送請求的，Broker轉(zhuǎn)發(fā)請求道服務(wù)端，并將請求的結(jié)果或異常回發(fā)給客戶端。通過使用Broker模式，應(yīng)用可以通過發(fā)送消息訪問遠(yuǎn)程的服務(wù)。
這一架構(gòu)模式允許動(dòng)態(tài)的改變、添加、刪除服務(wù)端，從客戶端的角度，這些都是透明的。
結(jié)構(gòu)：Broker模式定義了6中類：Client，Server，Client_Proxy，Server_Proxy，Broker，Bridge。
Server：l 責(zé)任：處理特定領(lǐng)域的問題，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的細(xì)節(jié)，注冊自己到Broker
，處理請求并返回結(jié)果或異常。

l 協(xié)作類：Server_Proxy
，
Broker

Client：
Client是需要訪問遠(yuǎn)程服務(wù)的應(yīng)用程序，為此，
Client
發(fā)送請求到
Broker
，并從
Broker
上接收響應(yīng)或異常。
Client
和
Server
只是邏輯上相關(guān)而已，實(shí)際上
Client
并不知道
Server
的確切位置。

l 責(zé)任：1.
實(shí)現(xiàn)用戶端功能，

發(fā)送請求到
Broker
，

接收相應(yīng)和異常。

l 協(xié)作類：Broker
，
Client_Proxy

Broker：
Broker可以被看成消息轉(zhuǎn)發(fā)器。
Broker
也負(fù)責(zé)一些控制和管理操作。它能夠定位服務(wù)端的位置，若發(fā)生異常，能夠?qū)惓２东@傳給
Client
。
Broker
需要提供注冊服務(wù)的接口給
Server
。如果請求來自其他的
Broker
，本地的
Broker
需要轉(zhuǎn)發(fā)請求并最終將結(jié)果或異?；貞?yīng)給相應(yīng)的遠(yuǎn)程
Broker
。
Broker
提供的服務(wù)和
name service
非常相像（如
DNS
、
LDAP
）。

l 責(zé)任：1.
注冊服務(wù)。

提供服務(wù)
API
。

轉(zhuǎn)發(fā)消息。

容錯(cuò)處理。

與其他
Broker
的交互。
6
。 定位服務(wù)。

l 協(xié)作類：Client_Proxy,Server_Proxy,Bridge

Client_Proxy：
連系Client
和
Broker
，這一層保證了通訊的透明性，使
Client
調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)就像調(diào)用本地的服務(wù)一樣。

l 責(zé)任：1.
封裝特定的系統(tǒng)調(diào)用。

封裝通訊的參數(shù)、控制信息等。

l 協(xié)作類：Client,Broker
。

Server_Proxy：
Server_proxy是與
Client_Proxy
相對(duì)應(yīng)的，它接受請求，解包消息，解析出參數(shù)并調(diào)用服務(wù)的實(shí)現(xiàn)接口。

l 責(zé)任：1.
封裝特定的系統(tǒng)調(diào)用。

封裝通訊的參數(shù)、控制信息等。

調(diào)用
server
的服務(wù)接口。

l 協(xié)作類：Server,Broker
。

Bridge：
Bridge用來連接各個(gè)
Broker
，一般這個(gè)組件是可選的。當(dāng)系統(tǒng)是發(fā)雜的網(wǎng)絡(luò)組成時(shí)，有可能需要這一角色。

l 責(zé)任：1.
封裝特定的網(wǎng)絡(luò)特性。

傳遞
Broker
之間的通訊。

l 協(xié)作類：Broker
。

應(yīng)用場景一：直接通訊方式。Client
和
Server
相互理解他們之間的通訊協(xié)議。
Broker
主要完成
Client
和
Server
之間的握手。之后所有的消息、異常都是由
Client
與
Server
直接交互。（想象
DNS
）。簡單對(duì)象交互如圖：

應(yīng)用場景二：

l Broker啟動(dòng)，完成自身的初始化，之后進(jìn)入事件循環(huán)，等待消息到來。

l Server啟動(dòng)，首先執(zhí)行自身的初始化，然后注冊自己到
Broker
。

l Broker接收
Server
的注冊請求，將其加入到可使用服務(wù)的列表，并回應(yīng)
Ack
給
Server
。

l Server接收
Ack
，進(jìn)入事件監(jiān)聽循環(huán)，等待消息到來。

l Client調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)對(duì)象的方法，
Client_Proxy
封裝消息請其發(fā)送給
Broker
。

l Broker查詢可使用的
Server
，將請求轉(zhuǎn)發(fā)給
Server
。

l Server_Proxy解析消息，分離出參數(shù)和控制信息，并調(diào)用特定的
Server
實(shí)現(xiàn)接口。
Server
處理完的結(jié)果通過
Server_proxy
封裝成消息轉(zhuǎn)發(fā)到
Server
。

l Broker將相應(yīng)消息轉(zhuǎn)發(fā)給正確的
Client_Proxy
，
Client
受到響應(yīng)繼續(xù)其他邏輯。

簡單對(duì)象交互如圖：

應(yīng)用場景三：

l Broker A接收到請求，交由Server處理，但是發(fā)現(xiàn)該Server位于其他的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

l Broker A將請求轉(zhuǎn)發(fā)給Bridge A，Bridge A將請求進(jìn)行必要的格式化，傳送給Bridge B。

l Bridge B將請求進(jìn)行必要的格式化，轉(zhuǎn)化成Broker B可以理解的格式，并轉(zhuǎn)發(fā)給Broker B。Broker B執(zhí)行場景二中的過程，處理的結(jié)果按如上逆序返回。

簡單對(duì)象交互如圖：

部署示意圖：

**總結(jié)：
u 優(yōu)點(diǎn)：1. 服務(wù)的位置透明性。

2. 組件的可變性及擴(kuò)展性。由于Server是注冊到Broker上的，所以Server可以動(dòng)態(tài)的增加、刪除、改變。
3. Broker之間可交互。
4. 可重用性。
5. 由于組件的耦合度較小，調(diào)試和測試的工作也是可控的。

u 缺點(diǎn):

1. 效率；增加了一層Broker的消息轉(zhuǎn)發(fā)，效率有所降低。
2. 容錯(cuò)能力必須要特別考慮。
3. 調(diào)試和測試的工作加大。

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