Ⅰ 高並發架構技術解決方案
高並發架構的難點是什麼?
高並發架構最大問題主要是由於網站PV訪問量大,單台伺服器承載大量訪問所帶來的壓力,所以會採用多台伺服器進行分流,採用伺服器集群技術,對於每個請求訪問會被 發送到不同的伺服器。
這樣架構的難點就在管理、維護、監控、負載等等都面臨很大的技術問題,同時還需要應對某些業務的突發流量,像秒殺、促銷等場景化使用什麼技術解決高並發?
互聯網分布式架構設計,提高系統並發能力的方式,方法論上主要有兩種:垂直擴展(Scale Up)與水平擴展(Scale Out)。
垂直擴展:提升單機處理能力。垂直擴展的方式又有兩種:
(1)增強單機硬體性能,例如:增加CPU核數如32核,升級更好的網卡如萬兆,升級更好的硬碟如SSD,擴充硬碟容量如2T,擴充系統內存如128G;
(2)提升單機架構性能,例如:使用Cache來減少IO次數,使用非同步來增加單服務吞吐量,使用無鎖數據結構來減少響應時間;
在互聯網業務發展非常迅猛的早期,如果預算不是問題,強烈建議使用「增強單機硬體性能」的方式提升系統並發能力,因為這個階段,公司的戰略往往是發展業務搶時間,而「增強單機硬體性能」往往是最快的方法。
不管是提升單機硬體性能,還是提升單機架構性能,都有一個致命的不足:單機性能總是有極限的。所以互聯網分布式架構設計高並發終極解決方案還是水平擴展。
水平擴展:只要增加伺服器數量,就能線性擴充系統性能。水平擴展對系統架構設計是有要求的,如何在架構各層進行可水平擴展的設計,以及互聯網公司架構各層常見的水平擴展實踐。
水平擴展要怎麼來做?首先是軟體服務拆分到不同的伺服器進行部署,全部堆積在一台上性能將會受限。例如:Redis 就只是部署在獨立的伺服器上,其它軟體都在這伺服器上出現增加各個軟體服務部署的服務後,採用技相關技術手段分擔到各個伺服器上。nginx反向代理層可以通過「DNS輪詢」的方式來進行水平擴展。dns-server對於一個域名配置了多個解析ip,每次DNS解析請求來訪問dns-server,會輪詢返回這些ip。php站點層可以通過修改nginx.conf實現負載均衡機制來進行水平擴展。從而設置多個web後端。服務層可以通過服務連接池來進行水平擴展;這里一部需要實現服務化,PHP像swoole tarsphp等資料庫可以按照數據范圍,或者數據哈希的方式來進行水平擴展;那高並發架構是什麼樣的?
常見互聯網分布式架構如上,分為:
(1)客戶端層:典型調用方是瀏覽器browser或者手機應用APP
(2)反向代理層:系統入口,反向代理
(3)站點應用層:實現核心應用邏輯,返回html或者json數據
(4)服務層:服務化,例如像Swoole
(5)數據-緩存層:緩存加速訪問存儲
(6)數據-資料庫層:資料庫固化數據存儲
Ⅱ 如何提高高性能伺服器並發量
消除瓶頸是提高伺服器性能和並發能力的唯一途徑。 如果你能夠消除所有的瓶頸,你就能夠最大的發揮硬體性能,讓系統的性能和並發數到達最佳。 採用多線程多核編程,使用事件驅動或非同步消息機制,盡量減少阻塞和等待操作(如I/O阻塞、同步等待或計時/超時等)。 原理: 1、多線程多核編程,消除cpu瓶頸。 2、採用IOCP或epoll,利用狀態監測和通知方式,消除網路I/O阻塞瓶頸。 3、採用事件驅動或非同步消息機制,可以消除不必要的等待操作。 4、如果是Linux,可以採用AIO來消除磁碟I/O阻塞瓶頸。 5、在事件驅動框架或非同步消息中統一處理timer事件,變同步為非同步,而且可以在一個線程處理無數timer事件。 6、深入分析外部的阻塞來源,消除它。 比如資料庫查詢較慢,導致伺服器處理較慢,並發數上不去,這時就要優化資料庫性能。 7、如果與某個其他server通信量很大,導致性能下降較多。 可以考慮把這兩個server放在一個主機上,採用共享內存的方式來做IPC通信,可以大大提高性能。
Ⅲ 如何提高並發處理速度
大數據並發處理解決方案:
1、HTML靜態化
效率最高、消耗最小的就是純靜態化的html頁面,所以盡可能使網站上的頁面採用靜態頁面來實現,這個最簡單的方法其實也是最有效的方法。但是對於大量內容並且頻繁更新的網站,無法全部手動去挨個實現,於是出現了常見的信息發布系統CMS,像常訪問的各個門戶站點的新聞頻道,甚至他們的其他頻道,都是通過信息發布系統來管理和實現的,信息發布系統可以實現最簡單的信息錄入自動生成靜態頁面,還能具備頻道管理、許可權管理、自動抓取等功能,對於一個大型網站來說,擁有一套高效、可管理的CMS是必不可少的。
2、圖片伺服器分離
對於Web伺服器來說,不管是Apache、IIS還是其他容器,圖片是最消耗資源的,於是有必要將圖片與頁面進行分離,這是基本上大型網站都會採用的策略,他們都有獨立的圖片伺服器,甚至很多台圖片伺服器。這樣的架構可以降低提供頁面訪問請求的伺服器系統壓力,並且可以保證系統不會因為圖片問題而崩潰,在應用伺服器和圖片伺服器上,可以進行不同的配置優化,比如apache在配置ContentType的時候可以盡量少支持,盡可能少的LoadMole,保證更高的系統消耗和執行效率。 這一實現起來是比較容易的一現,如果伺服器集群操作起來更方便,如果是獨立的伺服器,新手可能出現上傳圖片只能在伺服器本地的情況下,可以在令一台伺服器設置的IIS採用網路路徑來實現圖片伺服器,即不用改變程序,又能提高性能,但對於伺服器本身的IO處理性能是沒有任何的改變。
3、資料庫集群和庫表散列
大型網站都有復雜的應用,這些應用必須使用資料庫,那麼在面對大量訪問的時候,資料庫的瓶頸很快就能顯現出來,這時一台資料庫將很快無法滿足應用,於是需要使用資料庫集群或者庫表散列。
4、緩存
緩存一詞搞技術的都接觸過,很多地方用到緩存。網站架構和網站開發中的緩存也是非常重要。架構方面的緩存,對Apache比較熟悉的人都能知道Apache提供了自己的緩存模塊,也可以使用外加的Squid模塊進行緩存,這兩種方式均可以有效的提高Apache的訪問響應能力。
網站程序開發方面的緩存,Linux上提供的Memory Cache是常用的緩存介面,可以在web開發中使用,比如用Java開發的時候就可以調用MemoryCache對一些數據進行緩存和通訊共享,一些大型社區使用了這樣的架構。另外,在使用web語言開發的時候,各種語言基本都有自己的緩存模塊和方法,PHP有Pear的Cache模塊,Java就更多了,.net不是很熟悉,相信也肯定有。
5、鏡像
鏡像是大型網站常採用的提高性能和數據安全性的方式,鏡像的技術可以解決不同網路接入商和地域帶來的用戶訪問速度差異,比如ChinaNet和ENet之間的差異就促使了很多網站在教育網內搭建鏡像站點,數據進行定時更新或者實時更新。在鏡像的細節技術方面,這里不闡述太深,有很多專業的現成的解決架構和產品可選。也有廉價的通過軟體實現的思路,比如Linux上的rsync等工具。
6、負載均衡
負載均衡將是大型網站解決高負荷訪問和大量並發請求採用的終極解決辦法。 負載均衡技術發展了多年,有很多專業的服務提供商和產品可以選擇。
硬體四層交換
第四層交換使用第三層和第四層信息包的報頭信息,根據應用區間識別業務流,將整個區間段的業務流分配到合適的應用伺服器進行處理。第四層交換功能就象是虛IP,指向物理伺服器。它傳輸的業務服從的協議多種多樣,有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協議。這些業務在物理伺服器基礎上,需要復雜的載量平衡演算法。在IP世界,業務類型由終端TCP或UDP埠地址來決定,在第四層交換中的應用區間則由源端和終端IP地址、TCP和UDP埠共同決定。
在硬體四層交換產品領域,有一些知名的產品可以選擇,比如Alteon、F5等,這些產品很昂貴,但是物有所值,能夠提供非常優秀的性能和很靈活的管理能力。Yahoo中國當初接近2000台伺服器使用了三四台Alteon就搞定了。
Ⅳ 如何解決高並發問題
使用高性能的伺服器、高性能的資料庫、高效率的編程語言、還有高性能的Web容器,(對架構分層+負載均衡+集群)這幾個解決思路在一定程度上意味著更大的投入。
1、高並發:在同一個時間點,有大量的客戶來訪問我們的網站,如果訪問量過大,就可能造成網站癱瘓。
2、高流量:當網站大後,有大量的圖片,視頻,這樣就會對流量要求高,需要更多更大的帶寬。
3、大存儲:可能對數據保存和查詢出現問題。
解決方案:
1、提高硬體能力、增加系統伺服器。(當伺服器增加到某個程度的時候系統所能提供的並發訪問量幾乎不變,所以不能根本解決問題)
2、本地緩存:本地可以使用JDK自帶的Map、Guava Cache.分布式緩存:Redis、Memcache.本地緩存不適用於提高系統並發量,一般是用處用在程序中。
Spiring把已經初始過的變數放在一個Map中,下次再要使用這個變數的時候,先判斷Map中有沒有,這也就是系統中常見的單例模式的實現。