第2章 分布式进程与通信

1. 知识点论述

「2.1 进程、线程与地址空间」是《分布式计算系统》通信部分的核心知识点。说明独立节点如何通过进程、线程、RPC 与消息协同工作。本知识点首先把握：冯·诺依曼模型：取指、执行，指令和数据经总线进出存储器。学习时请把它放回整门课主线——把独立计算机组织成对用户像一台机器的系统，并用通信、数据放置、复制、容错与调度把这件事做可靠。

2. 视频教程

进程、线程和协程的区别

3. 知识点详解

1. 冯·诺依曼模型：取指、执行，指令和数据经总线进出存储器。
2. 进程：资源分配单位，有独立地址空间；切换要换页表等内核状态。
3. 线程：调度单位，共享进程地址空间，切换更轻，便于共享数据。
4. 多进程的问题：通信和切换都更贵；多线程要自己处理共享数据。

1. 知识点论述

「2.2 进程间通信」是《分布式计算系统》通信部分的核心知识点。说明独立节点如何通过进程、线程、RPC 与消息协同工作。本知识点首先把握：协议分层：应用不必直接面对传输细节，中间件提供更高层服务。学习时请把它放回整门课主线——把独立计算机组织成对用户像一台机器的系统，并用通信、数据放置、复制、容错与调度把这件事做可靠。

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程序中的同步和异步到底是什么

3. 知识点详解

1. 协议分层：应用不必直接面对传输细节，中间件提供更高层服务。
2. 按时间耦合：持久通信可暂存消息；瞬时通信要求双方当时都在。
3. 按阻塞：同步调用挂起等待；异步调用提交后继续执行。
4. 典型：客户机/服务器请求应答，消息队列削峰和解耦。

1. 知识点论述

「2.3 客户机与服务器」是《分布式计算系统》通信部分的核心知识点。说明独立节点如何通过进程、线程、RPC 与消息协同工作。本知识点首先把握：客户机支持位置透明和复制透明：换地址、换副本，调用方式不变。学习时请把它放回整门课主线——把独立计算机组织成对用户像一台机器的系统，并用通信、数据放置、复制、容错与调度把这件事做可靠。

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select、poll、epoll：一台服务器如何同时应付很多连接

3. 知识点详解

1. 客户机支持位置透明和复制透明：换地址、换副本，调用方式不变。
2. 连接方式：面向连接与无连接；迭代服务器与并发服务器。
3. 多线程服务器：监听线程接受连接，工作线程处理请求。
4. 无状态服务器更容易扩展和恢复；有状态服务可以用无状态服务器加外部状态来实现。

1. 知识点论述

「2.4 远程过程调用」是《分布式计算系统》通信部分的核心知识点。说明独立节点如何通过进程、线程、RPC 与消息协同工作。本知识点首先把握：目标：远程调用写起来像本地过程调用。学习时请把它放回整门课主线——把独立计算机组织成对用户像一台机器的系统，并用通信、数据放置、复制、容错与调度把这件事做可靠。

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RPC 是什么？和 HTTP 有什么区别

3. 知识点详解

1. 目标：远程调用写起来像本地过程调用。
2. 步骤：客户过程调用客户存根，存根编组参数，经网络传到服务器存根，解组后调用服务过程，再把结果编组返回。
3. 参数：基本类型要统一数据表示；指针用 copy-in/copy-out，不能直接传地址。
4. 绑定：客户进程要找到服务器进程。
5. 异步 RPC：调用方不等结果；需要结果时再用回调或第二次调用取回。
6. 也可以把一个 RPC 发到一组服务器。

1. 知识点论述

「2.5 面向消息的通信」是《分布式计算系统》通信部分的核心知识点。说明独立节点如何通过进程、线程、RPC 与消息协同工作。本知识点首先把握：瞬时：Berkeley Socket、MPI。MPI 面向高性能并行进程通信。学习时请把它放回整门课主线——把独立计算机组织成对用户像一台机器的系统，并用通信、数据放置、复制、容错与调度把这件事做可靠。

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什么是消息队列

3. 知识点详解

1. 瞬时：Berkeley Socket、MPI。MPI 面向高性能并行进程通信。
2. 持久：消息队列。原语是发送和接收，队列负责缓冲。
3. 结构：生产者、队列、消费者；Broker 负责路由和投递；通道代理负责跨系统传递。

1. 知识点论述

「2.6 多播」是《分布式计算系统》通信部分的核心知识点。说明独立节点如何通过进程、线程、RPC 与消息协同工作。本知识点首先把握：组成员关系要管理加入和退出。学习时请把它放回整门课主线——把独立计算机组织成对用户像一台机器的系统，并用通信、数据放置、复制、容错与调度把这件事做可靠。

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Gossip 协议：大规模状态如何最终同步

3. 知识点详解

1. 组成员关系要管理加入和退出。
2. 定序：FIFO、因果序、全序。定序决定分布式账本和应用能假设什么。
3. ISIS：ABCAST 提供全序，CBCAST 提供因果序和虚拟同步。
4. 应用层多播：在覆盖网上转发，边越多开销越大。
5. Gossip / 反熵：随机找对等方交换状态，适合大规模最终同步；谣言传播用停止概率控制开销。