Sistemas distribuídos e comunicação

Na segunda metade da cadeira, cada máquina tem a sua memória e a sua velocidade, e a única ponte entre elas é a rede. Um sistema distribuído é um conjunto de processos assim que coopera para um objetivo comum, parecendo ao utilizador um sistema coerente.

Os modelos de comunicação

Na troca de mensagens, os processos enviam e recebem bytes explicitamente, como cartas. Sockets TCP e UDP vivem aqui. Na invocação remota (RPC, remote procedure call), o programador chama uma função que executa noutra máquina, e a biblioteca trata de empacotar argumentos, enviar, esperar e desembrulhar o resultado. Parece uma chamada local, mas atravessa a rede com latência e risco de falha. O multicast envia uma mensagem para um grupo de processos de uma vez, útil para difusão de atualizações e descoberta de serviços.

A diferença decisiva para a memória partilhada: aqui não há relógio comum nem memória comum. Cada processo vê apenas as mensagens que já lhe chegaram, e uma resposta que demora pode significar máquina lenta ou máquina morta. Essa ambiguidade, a falha parcial, é o tema recorrente daqui até ao fim da cadeira.

Exemplo completo

Um servidor de horas mínimo em Go, uma das ferramentas da ficha. O servidor escuta na porta 8080 e responde com a hora atual a cada cliente:

package main

import (
    "fmt"
    "net"
    "time"
)

func main() {
    ln, _ := net.Listen("tcp", ":8080")
    defer ln.Close()
    for {
        conn, _ := ln.Accept()
        fmt.Fprintln(conn, time.Now().Format(time.RFC3339))
        conn.Close()
    }
}

Guarda em servidor.go, corre com go run servidor.go e testa noutro terminal com nc localhost 8080 ou com um pequeno cliente Go com net.Dial("tcp", "localhost:8080") seguido de leitura até EOF. A saída é uma linha como 2026-03-14T10:30:00Z.

Agora a análise que o teste pede. Se uma mensagem se perde, o TCP retransmite e o cliente espera, por isso com TCP a perda vira atraso. Se o servidor cai a meio, o cliente fica à espera até ao timeout sem distinguir “lento” de “morto”. E se o cliente repetir o pedido por timeout e o servidor afinal estava vivo, o pedido executa duas vezes. Operações que se repetem sem efeito extra, como ler a hora, chamam-se idempotentes e são a resposta padrão a este problema.