高并发系统设计

Posted 2023-02-03 说到做到_我的忍道

1. 基础篇

通用设计方法

• 横向扩展：组合多台性能机器组成一个分布式集群来共同抵御并发流量的冲击
• 纵向扩展：不断提升CPU性能
• 缓存：磁盘寻道ms级，CPU指令和内存寻址在纳秒级，
• 异步

架构分层

• 什么是分层架构

1. 整体系统分为 N 个层次
2. 例如：MVC、OSI网络模型、TCP/IP协议、Linux文件系统

• 分层的好处

1. 简化系统，让不同的人专注做某一层次的事情
2. 分层可以提升代码复用
3. 分层更容易做横向的扩展

• 如何做系统分层

1. 定义清楚每一层次的边界是什么
2. 层次之间一定是相邻层相互依赖，数据的流转也只能在相邻的层间流转

• 分层架构的不足

1. 增加了代码的复杂度
2. 如果每个层次独立部署，层次通过网络来交互，多层的架构在性能上会有损耗

如何提升系统性能

• 三大目标

1. 高性能
2. 高并发
3. 可扩展

• 性能优化原则

1. 问题导向
2. 20%精力解决80%性能问题
3. 有数据支撑
4. 过程是持续的

• 性能度量指标

1. 平均值：敏感度比较差，如果这段时间有少量慢请求时，智能作为参考
2. 最大值：过于敏感
3. 分位值：有很多种，比如90分位、95分位、75分位
4. 吞吐量：吞吐量=并发进程数/响应时间
5. 同时在线用户数
6. 用户体验
   1. 200ms第一个分界点，200ms以内瞬间发生
   2. 1s第二个分界点，1s以内可接受
   3. 1s以后就会有等待的感觉
   4. 99分位控制在200ms之内，99.99%在1s以内

• 高并发下的性能优化

1. 提高系统的处理核心数
2. 减少单次任务的响应时间
   1. CPU密集型
   2. IO密集型