中间件与分布式计算
中间件 面试题
中间件面试题中间件是一种用于分布式系统中的软件模块，用于增加系统的可靠性、可扩展性和可管理性。
在中间件面试中，常常会涉及到以下一些常见的问题和知识点。
本文将以问答的形式来逐一解答这些问题。
问题一：什么是中间件？中间件是一种在分布式系统中用于连接不同端点、协助信息传递和处理的软件模块。
它充当了系统中的一个逻辑层，屏蔽了底层系统的复杂性，提供了一种简化和统一的接口，使得不同的应用程序可以方便地进行通信和协作。
问题二：中间件的作用是什么？中间件的主要作用包括以下几个方面：1. 提高系统的可靠性和容错性：中间件可以通过实现故障转移、负载均衡等机制来提高系统的可靠性和容错性。
2. 改善系统的可扩展性：中间件可以利用集群、分布式缓存等技术来实现系统的横向扩展，提升系统的处理能力。
3. 统一接口和协议：中间件可以提供一套统一的接口和协议，使得不同的应用程序可以方便地进行通信和协作。
4. 简化开发和部署：中间件可以提供一些开发工具和部署工具，帮助开发人员更方便地进行应用程序开发和部署。
问题三：中间件的分类有哪些？中间件的分类可以根据不同的维度，例如功能、使用场景等进行划分。
根据功能，中间件可以分为消息中间件、数据库中间件、缓存中间件等；根据使用场景，中间件可以分为企业应用集成（EAI）中间件、云计算中间件、物联网（IoT）中间件等。
问题四：常见的消息中间件有哪些？常见的消息中间件包括：1. Apache Kafka：一个分布式流处理平台，具有高性能、高吞吐量、可持久化、容错等特性。
2. RabbitMQ：一个开源的消息中间件，支持多种协议，包括AMQP、MQTT等。
3. ActiveMQ：一个由Apache基金会支持的开源消息中间件，支持JMS协议。
4. RocketMQ：阿里巴巴开源的分布式消息中间件，具有高吞吐量、低延迟、高可靠性等特点。
问题五：数据库中间件有哪些？常见的数据库中间件包括：1. MySQL Proxy：一个MySQL数据库的代理，可以实现负载均衡、故障转移等功能。
(软件工程理论、方法与实践)第8章分布式系统体系结构
基于服务的架构设计方法
总结词
基于服务的架构设计方法是一种以服务为中心的设计方法，通过将系统功能封装为可复用的服务，实 现松耦合的分布式系统。
详细描述
01
02
分布式性
组件分布在不同的物理节点上，可以 位于不同的地理位置。
03
通信能力
组件之间通过通信进行协调和交互。
可靠性
分布式系统具有容错性和可恢复性， 能够保证系统的可靠运行。
05
04
并发性
多个组件可以并行执行，提高系统的 整体性能。
分布式系统的应用场景
云计算平台
如亚马逊AWS、谷歌云等，提供计算、存储、网络等 服务。
总结词
基于代理的分布式系统通过使用智能 代理来处理分布式任务，具有自治性、 智能性和协作性等特点。
详细描述
基于代理的分布式系统案例包括：1. 分布式 计算市场案例，如网格计算和云计算平台， 通过智能代理实现资源的共享和交易；2. 智 能家居案例，通过智能代理实现家庭设备的 互联和控制，提高生活便利性。
运维
分布式系统的运维需要关注系统的运行状态 和性能，以及服务的可用性和可靠性。这需
要使用一些监控工具和技术，如 Prometheus、Grafana等，以便及时发现 和处理系统中的问题。同时，还需要建立完 善的运维流程和规范，以确保系统的高可用
性和高可靠性。
05
分布式系统案例分析
基于代理的分布式系统案例
测试方法
对于分布式系统的测试，需要采用一些特定 的方法，如模拟测试、灰度测试、故障注入 测试等。这些方法可以帮助开发人员模拟各 种实际运行场景，以便更好地发现和修复系 统中的问题。
通信中间件CORBA
CORBA（COMmon Object Request Broker Architecture,公共对象请求代理体系结构,通用对象请求代理体系结构）是由OMG(The Object Management Group)组织制订的一种标准的面向对象应用程序体系规范。
或者说 CORBA体系结构是对象管理组织（OMG）为解决分布式处理环境(DCE)中，硬件和软件系统的互连而提出的一种解决方案；OMG组织是一个国际性的非盈利组织，其职责是为应用开发提供一个公共框架，制订工业指南和对象管理规范，加快对象技术的发展。
CORBA（COMmon Object Request Broker Architecture公共对象请求代理体系结构）是由OMG组织制订的一种标准的面向对象应用程序体系规范。
或者说 CORBA体系结构是对象管理组织（OMG）为解决分布式处理环境(DCE)中，硬件和软件系统的互连而提出的一种解决方案；OMG组织是一个国际性的非盈利组织，其职责是为应用开发提供一个公共框架，制订工业指南和对象管理规范，加快对象技术的发展。
OMG组织成立后不久就制订了OMA(Object Management Architecture，对象管理体系结构)参考模型，该模型描述了OMG规范所遵循的概念化的基础结构。
OMA由对象请求代理ORB、对象服务、公共设施、域接口和应用接口这几个部分组成，其核心部分是对象请求代理ORB（Object Request Broker）。
对象服务是为使用和实现对象而提供的基本服务集合；公共设施是向终端用户应用程序提供的一组共享服务接口；域接口是为应用领域服务而提供的接口；应用接口是由开发商提供的产品，用于它们的接口，不属于OMG标准的内容。
ORB提供了一种机制，通过这种机制，对象可以透明的发出请求和接收响应。
分布的、可以互操作的对象可以利用ORB构造可以互操作的应用。
CORBA系统通常来说，CORBA把用其他语言开发的程序码和关于该程序码能力和如何调用该程序码的资讯包到一个套装(package)中，包成套装的物件则可以在网络上被其他程序(或CORBA物件)调用。
云计算-知识点
1 云计算的计算模式为（B/C ）。
2( 分布式)是公有云计算基础架构的基石。
3（虚拟化)是私有云计算基础架构的基石.4（并行计算）是一群同构处理单元的集合，这些处理单元通过通信和协作来更快地解决大规模计算问题5（集群)在许多情况下，能够达到99。
999%的可用性.6 网格计算是利用（因特网）技术,把分散在不同地理位置的计算机组成一台虚拟超级计算机。
7 B/S网站是一种（3层架构）的计算模式。
8 云计算就是把计算资源都放到上( 因特网）。
9（云用户端）提供云用户请求服务的交互界面，也是用户使用云的入口，用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户.打开应用实例与本地操作桌面系统一样.10（服务目录）帮助云用户在取得相应权限（付费或其他限制)后可以选择或定制的服务列表，也可以对已有服务进行退订的操作,在云用户端界面生成相应的图标或列表的形式展示相关的服务.11( 管理系统和部署工具）提供管理和服务,能管理云用户，能对用户授权、认证、登录进行管理，并可以管理可用计算资源和服务，接收用户发送的请求,根据用户请求并转发到相应的相应程序，调度资源智能地部署资源和应用,动态地部署、配置和回收资源。
12( 监控端)监控和计量云系统资源的使用情况，以便做出迅速反应，完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控,确保资源能顺利分配给合适的用户。
13（服务器集群）提供虚拟的或物理的服务器，由管理系统管理，负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务，云数据存储时采用相应数据切割算法采用并行方式上传和下载大容量数据.14用户可通过( 云用户端）从列表中选择所需的服务，其请求通过管理系统调度相应的资源，并通过部署工具分发请求、配置Web应用.15 在云计算技术中,（中间件）位于服务和服务器集群之间，提供管理和服务即云计算体系结构中的管理系统。
16虚拟化资源指一些可以实现一定操作具有一定功能，但其本身是（虚拟)的资源，如计算池,存储池和网络池、数据库资源等，通过软件技术来实现相关的虚拟化功能包括虚拟环境、虚拟系统、虚拟平台。
分布式系统进程通信
3、MOM
面向消息的中间件，Message-oriented Middleware； 或称为消息队列系统Message Queuing System。
使用消息队列的松耦合通信的4种组合方式
2-26 消息队列
Basic interface to a queue in a message-queuing system
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Client procedure calls client stub in normal way Client stub builds message, calls local OS Client's OS sends message to remote OS Remote OS gives message to server stub Server stub unpacks parameters, calls server Server does work, returns result to the server stub Server stub packs it in message, calls local OS Server's OS sends message to client's OS Client's OS gives message to client stub Client stub unpacks result, returns to client
三、远程对象调用
1、分布式对象 2、将客户绑定到对象 3、远程方法调用（RMI）
1、Distributed Objects
对象：状态、方法、接口 对象
状态：对象的性质（Properties）的取值。性质包括属 性Attributes（一元）和关系Relations（二元）。 方法：对状态的操作。 接口：公开的方法。
基于XML的分布式对象中间技术研究
码重用功能 ， 但是这些对象只存在一个程序 中， 外面的世界并不知道它们的存在， 也无法 随着计算机技术 ， 尤其是Ｉｔｍｅ 术 访 问它们 。面 向对象 的中间件就是要解决 ｎｅ ｔ技 的发展 ，跨地域 、跨企业 、跨业务的计 算 这些问题 ， 它提供一个标准的构件框架 ， 能使 机应用越 来越广泛 。但是不 同硬件平 台、 不 同厂家的软件通过不 同的地址空 间、 网 网络环境、数据库等异 质性 因素影响 了计 ．络和操 作系统互相交 互访 问。面 向对象 的 算机系统集成应用。在及开发 论是硬件平 台还是软件平台都不可能做 到 统一 ，大规模 的应用软件通常要求在软硬 件各不相同的分布式 网络上运行。为 了更 好地开 发和应用能够运行在这种异构平台 上的软件 ，需要一种基于标准的、 独立于计 算机硬件以及操作系统的开发和运行环境 ， 者提供一种应用级的 “ 即插即用”的互操 作性 ， 就像现在使用集成块 和扩 展板一样 。 （） 中间件。是在分布 、异构环境 ５交易 下提供保证交易完整性和数据完整性的一 种环境平台 。在分布式事务处理系统中要 处理大量事务 ，在系统中要同时处理多笔
交 换 的 基 础
中间件技术就应运而生了。
一
业务。 在联机事务处理 系统中 ， 每笔事务常 常要多台服务器上的程序顺序地协调完成 ，
、
中 间件 技 术 概 述
一旦中间发生某种故障时，不但要完成恢
复工作， 而且要 自动切换系统 ， 达到 系统永 不停机 ，实现高可靠性运行 。
中间件作为一种分布式计算平台 ， 涉及 多种资源 ， 包括各 种操作 系统 、数据 库 、 网络协议甚至语言 ， 目标是在分布计算环 其
Ｘ 即 可扩展标记语言（ ｘ ｅ ｓｂｅ ＭＩ， Ｅ ｔｎ ｉｌ Ｍａｋ ｐＬ ｎ ｕ ￣）是互联网国际标准组织 ｒｕ ａ ｇ ａ ， ｗ Ｃ提 出的表示 数据语 义信息的标 准。 ３ 同ＨＴ 一样 ， ＭＬ 都来 自Ｓａ ｄ ｒ ｅｅａ ｚｓ ｔｎ ａｄ Ｇ ｎ ｒｌ ｅ ｉ Ｍａｋ ｐ Ｌ ｎ ｕ ｇ 标准通用标记语言） ｒ ｕ ａ ｇ ａ ｅ（ 。 Ｘ ＭＬ要 比 ＨＴ ＭＬ强 大 得 多 ， 它不 再 是 固定 的标记 ， 而允许定义数量不限的标记来描述 文档中的资料 ， 允许嵌套的信息结构 。 标 准 是 业 界 共 同遵 守 的 技 术 格式 。 由 于分 布式 对象 中间件作为一种发展中的技 术 ，其基础 的标准 化工作仍在进行中 ，当 前流 行的来 自不同厂家之 间的中间件产品 还 很难 实现 互操 作 。 目前使 用最 广泛是 ０ＭＧ的 Ｃ ＲＢ 和 Ｍｉ ｏｏｔ ＤＣ Ｏ Ａ ｃ ｓｆ的 ｒ ＯＭ 两 种标 准，它们在具体实现时差别很大 ，使 用 的标准也 不同。随着 ＸＭＬ及其相关技 术 、应 用 的 发 展 ，ＸＭ Ｌ 已 经 成 为 了 万 维 下转 ｇ ２ １５页 》
移动计算中间件研究
括服 务发现 、 对断接操作 的支持 、 上下文感知 与自适应技术等 。
（） 务 发 现 １ 服 服 务是具 有一定功能 、 可被用户 、 程序 或其 他服务所使用的实体 ，
件） 与应用软件之间的一类 软件， 它能使处于应用层的各应用成 分之 间 实现跨 网络 的协 同工作 （ 就是互操作 ）这时允许各应用成分之下所 也 ， 涉及的异 构的“ 操作 系统 、 通信协议 、 系统结构 、 据库和其 他应用服 数 务” 各不相同。这一定义可 以形象地表示成如 图 １ 所示 。
应 用软件 』 ｆ 用软件 应
可以是计算 、 存储 、 与其他用户 的通信 、 软件过滤器 、 硬件设备等。由于 移动用户一般在多个无线 网络 间漫游 ，需要访问不 同的网络所 提供的 服务 ， 因此需要服务发现技术来帮助其适时找到所需的服务。服务发现
的体 系 结 构 如 图 ２所 示 。
系统资源 的重新配置。因此 ， 中间件能够检测到资源的变动 ， 要求 重新 对系统 的资源进行 配置 ， 以保证程序的执行 。 移动 中间件是这样一类软件 ， 它们位于移动网络 、 操作系统和移动 应用软件之间 ， 使用操作 系统提供的基本功能和服务 ， 通过应用程序接 口为上层的移动应用 系统提供从一般的应用需求 中抽象出来的、移动 网络应用所需要 的更高层的 、 通用 的功能与服务 。由于要使企业级应用 适应移动通信 环境 ，故而可 以把移动中间件看作是传统 中间件市场的 扩展和延伸 。它不但完成传统中间件的功能 ， 同时还提供了统一 的上下 文感知接 口、 ｏ 参数调整 以及反射机制来适应移动环境 的特殊需要。 ＱＳ
１ 引 言 ．
随着计算技术和通信技术 的发展 ， 不仅桌面计算机 变得非常普遍 ， 非Ｐ Ｃ设备也正在以惊人 的速度 成为市场主流 ， 如移动 电话 、 个人数字 助理、 机顶盒 、 汽车电子等 。 特别是 随着移动计算 网络 的发展 ， 计算不 只 限于桌面 ， 已渗透到人们生活和工作的各个环节。在这样 的环境里 ， 它 人们希望能够随时 、 随地 、 明地访 问资源 ， 透 最大限度地获取所需要的 服务。然而 ， 传统的软件基础架构已不能适 应移 动环境动态性 、 异构性 和开放性 。
了解AI技术中的分布式计算与集群部署方法
了解AI技术中的分布式计算与集群部署方法一、分布式计算与集群部署方法的概念和背景分布式计算和集群部署方法是当今人工智能（AI）技术中不可或缺的重要组成部分。
随着数据量不断增长和模型复杂度的提高，传统的单机计算往往无法满足大规模数据处理和深度学习等任务的需求。
因此，分布式计算和集群部署方法应运而生。
1. 分布式计算的概念与意义在传统的计算模型中，任务通常由单个计算节点完成，但当数据量庞大或者需要进行复杂的并行计算时，单机处理效率将严重受限。
为了提高计算效率、加速任务处理，并解决单机资源限制问题，分布式计算应运而生。
分布式计算是指将一个大型任务拆解成若干小任务，在多个计算节点上同时进行处理，并最终汇总结果以达到整体任务目标。
它通过充分利用网络及服务器资源，有效提升了大规模任务处理能力和并行化效率。
2. 集群部署方法的定义与特点集群部署是指将多台服务器组成一个集群网络，并在其之上运行分布式应用程序。
集群由若干具备相同软硬件配置的计算节点构成，每个节点之间互相协作，通过通信和任务分配等方式实现分布式计算。
集群部署方法主要包括服务器的选择、操作系统和中间件的安装与配置、网络架构的设计以及负载均衡等。
利用集群部署能够提高整体系统的稳定性、可扩展性和容错能力。
二、常见的分布式计算与集群部署方法1. 分布式计算方法（1）MapReduceMapReduce 是一种用于大数据处理的编程模型和处理框架。
它将一个大规模任务划分为多个 Map 和 Reduce 阶段，并在各个节点上并行处理，最后将结果进行合并。
MapReduce 广泛应用于数据挖掘、搜索引擎等领域。
（2）SparkSpark 是近年来兴起的一个开源大数据处理平台。
它基于内存计算，并提供了丰富的API和功能，如 Spark SQL、Spark Streaming 等。
Spark 可以快速处理大规模数据，并支持迭代式算法，适合复杂计算任务。
2. 集群部署方法（1）HadoopHadoop 是当前最著名且广泛使用的分布式存储和计算平台。