通信

通信模型概述

在分布式系统中，组件需要在网络中交换信息。不同的通信协议和架构风格在可靠性、性能和实现简易性方面提供了各种权衡。

来源：README.md164-168

传输层协议

传输控制协议 (TCP)

TCP 是一种面向连接的协议，可在通过 IP 网络通信的主机上运行的应用程序之间提供可靠、有序且经过错误检查的数据传输。

TCP 的主要特点

基于连接（需要握手）
保证数据包交付
数据包按顺序到达
流量控制和拥塞控制
错误检测和纠正
与 UDP 相比开销更高

何时使用 TCP

当你需要所有数据无损到达时
当数据需要按发送顺序到达时
适用于需要高可靠性的应用程序（Web 服务器、数据库连接、电子邮件、文件传输）

来源：README.md165-166 README-ja.md1351-1376

用户数据报协议 (UDP)

UDP 是一种无连接协议，提供最小的传输服务，不保证交付、排序或重复保护。

UDP 的主要特点

无连接（无需握手）
不保证数据包交付
无数据包排序
无拥塞控制
与 TCP 相比开销更低
允许向多个目的地广播

何时使用 UDP

当速度比可靠性更重要时
适用于可容忍部分数据丢失的时间敏感应用程序
适用于 VoIP、视频流、在线游戏和 DNS 查询等应用程序

TCP 与 UDP 比较

功能	TCP	UDP
连接	面向连接	无连接
可靠性	保证交付	尽力而为交付
排序	保持顺序	不保证顺序
速度	因开销而较慢	更快
报头大小	20-60 字节	8 字节
流量控制	是	否
用例	Web、电子邮件、文件传输	流媒体、DNS、VoIP

来源：README.md167 README-ja.md1377-1405

应用层通信范式

远程过程调用 (RPC)

RPC 是一种协议，允许一台计算机上的程序在另一台计算机上执行过程，而无需明确编写远程交互的详细信息。

RPC 的主要特点

使远程过程调用看起来像本地调用
通常是同步的（客户端等待响应）
通常是特定于语言的或需要接口定义语言
流行的实现包括 gRPC、Thrift 和 Avro
侧重于操作/行为而非资源

RPC 调用示例

GET /someoperation?data=anId

POST /anotheroperation
{
  "data":"anId";
  "anotherdata": "another value"
}

何时使用 RPC

用于内部服务间通信
当性能至关重要时
当操作与 REST 资源不完全匹配时
适用于需要多个参数的复杂操作

来源：README.md167 README-ja.md1406-1453

表述性状态转移 (REST)

REST 是一种用于分布式超媒体系统的架构风格，其特点是客户端-服务器关系，客户端通过 URI 标识的资源进行请求操作。

REST 的主要特点

面向资源（而非面向操作）
无状态通信
使用标准 HTTP 方法（GET, POST, PUT, DELETE, PATCH）
响应状态码传达结果
超媒体即应用状态引擎 (HATEOAS)
自描述消息

REST 调用示例

GET /someresources/anId

PUT /someresources/anId
{"anotherdata": "another value"}

REST 的关键原则

通过 URI 识别资源 - 资源上的每次操作使用相同的 URI
通过表述操作资源 - 使用 HTTP 动词、请求头和请求体
自描述消息 - 使用标准 HTTP 状态码
HATEOAS（超媒体即应用状态引擎） - 允许通过链接进行 API 导航

何时使用 REST

用于公共 API
当你的数据自然地符合资源模型时
当你希望利用 HTTP 基础设施（如缓存等）时
当你需要一个标准、被广泛理解的接口时

来源：README.md168 README-ja.md1454-1509

RPC 与 REST 比较

RPC 与 REST 操作比较

操作	RPC	REST
注册	POST /signup	POST /persons
读取个人信息	GET /readPerson?personid=1234	GET /persons/1234
读取个人物品列表	GET /readUsersItemsList?personid=1234	GET /persons/1234/items
向个人物品中添加物品	POST /addItemToUsersItemsList { "personid": "1234"; "itemid": "456" }	POST /persons/1234/items { "itemid": "456" }
更新物品	POST /modifyItem { "itemid": "456"; "key": "value" }	PUT /items/456 { "key": "value" }
删除物品	POST /removeItem { "itemid": "456" }	DELETE /items/456

来源：README.md1485-1495 README-ja.md1486-1495

选择合适的通信协议

选择通信协议时要考虑的因素

API 的受众
- 面向公众服务 vs 内部服务
- 开发者体验考量
性能要求
- 延迟敏感性
- 带宽限制
- 网络可靠性
数据模型
- 面向资源的数据（非常适合 REST）
- 面向操作的业务（非常适合 RPC）
所需的协议特性
- 可靠性 (TCP)
- 低延迟 (UDP)
- 流式支持
- 双向通信

来源：README.md1500-1509

总结

通信协议是分布式系统的基础。理解不同协议之间的权衡，使系统设计者能够根据其特定需求选择合适的方法。

TCP 提供可靠性和顺序保证，但代价是更高的延迟。
UDP 提供更低的延迟，但牺牲了可靠性保证。
RPC 专注于暴露行为和功能，为内部服务通信进行了优化。
REST 专注于资源和标准接口，是公共 API 和利用 HTTP 基础设施的理想选择。

在设计系统时，必须根据应用程序的特定需求选择合适的通信范式，同时考虑可靠性需求、性能限制以及数据和操作的自然结构等因素。

来源：README.md164-168 README-ja.md1321-1509

通信