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沐瑶 / LearningNotes

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陌溪 authored 2020-05-05 00:06 . add note

如何设计一个高并发系统

前言

假设你在某知名电商公司干过高并发系统,用户上亿,一天流量几十亿,高峰期并发量上万,甚至是十万。那么人家一定会仔细盘问你的系统架构,你们系统啥架构?怎么部署的?部署了多少台机器?缓存咋用的?MQ咋用的?数据库咋用的?就是深挖你到底是如何抗下高并发的。

因为真正干过高并发的人一定知道,脱离了业务的系统架构都是在纸上谈兵,真正在复杂业务场景而且还高并发的时候,那系统架构一定不是那么简单的,用个redis,用mq就能搞定?当然不是,真实的系统架构搭配上业务之后,会比这种简单的所谓“高并发架构”要复杂很多倍。

如果有面试官问你个问题说,如何设计一个高并发系统?那么不好意思,一定是因为你实际上没干过高并发系统。面试官看你简历就没啥出彩的,感觉就不咋地,所以就会问问你,如何设计一个高并发系统?其实说白了本质就是看看你有没有自己研究过,有没有一定的知识积累。

01_高并发系统的架构组成

面试题剖析

其实所谓的高并发,如果你要理解这个问题呢,其实就得从高并发的根源出发,为啥会有高并发?

浅显一点,很简单,就是因为刚开始系统都是连接数据库的,但是要知道数据库支撑到每秒并发两三千的时候,基本就快完了。所以才有说,很多公司,刚开始干的时候,技术比较low,结果业务发展太快,有的时候系统扛不住压力就挂了。

当然会挂了,凭什么不挂?你数据库如果瞬间承载每秒5000,8000,甚至上万的并发,一定会宕机,因为比如mysql就压根儿扛不住这么高的并发量。

所以为啥高并发厉害?就是因为现在用互联网的人越来越多,很多app、网站、系统承载的都是高并发请求,可能高峰期每秒并发量几千,很正常的。如果是什么双十一了之类的,每秒并发几万几十万都有可能。

那么如此之高的并发量,加上原本就如此之复杂的业务,咋玩儿?真正厉害的,一定是在复杂业务系统里玩儿过高并发架构的人,但是你没有,那么我给你说一下你该怎么回答这个问题:

  • 系统拆分,将一个系统拆分为多个子系统,用dubbo来搞。然后每个系统连一个数据库,这样本来就一个库,现在多个数据库,不也可以抗高并发么。

  • 缓存,必须得用缓存。大部分的高并发场景,都是读多写少,那你完全可以在数据库和缓存里都写一份,然后读的时候大量走缓存不就得了。毕竟人家redis轻轻松松单机几万的并发啊。没问题的。所以你可以考虑考虑你的项目里,那些承载主要请求的读场景,怎么用缓存来抗高并发。

  • MQ,必须得用MQ。可能你还是会出现高并发写的场景,比如说一个业务操作里要频繁搞数据库几十次,增删改增删改,疯了。那高并发绝对搞挂你的系统,你要是用redis来承载写那肯定不行,人家是缓存,数据随时就被LRU了,数据格式还无比简单,没有事务支持。所以该用mysql还得用mysql啊。那你咋办?用MQ吧,大量的写请求灌入MQ里,排队慢慢玩儿,后边系统消费后慢慢写,控制在mysql承载范围之内。所以你得考虑考虑你的项目里,那些承载复杂写业务逻辑的场景里,如何用MQ来异步写,提升并发性。MQ单机抗几万并发也是ok的,这个之前还特意说过。

  • 分库分表,可能到了最后数据库层面还是免不了抗高并发的要求,好吧,那么就将一个数据库拆分为多个库,多个库来抗更高的并发;然后将一个表拆分为多个表,每个表的数据量保持少一点,提高sql跑的性能。

  • 读写分离,这个就是说大部分时候数据库可能也是读多写少,没必要所有请求都集中在一个库上吧,可以搞个主从架构,主库写入,从库读取,搞一个读写分离。读流量太多的时候,还可以加更多的从库。

  • Elasticsearch,可以考虑用es。es是分布式的,可以随便扩容,分布式天然就可以支撑高并发,因为动不动就可以扩容加机器来抗更高的并发。那么一些比较简单的查询、统计类的操作,可以考虑用es来承载,还有一些全文搜索类的操作,也可以考虑用es来承载。

上面的6点,基本就是高并发系统肯定要干的一些事儿,大家可以仔细结合之前讲过的知识考虑一下,到时候你可以系统的把这块阐述一下,然后每个部分要注意哪些问题,之前都讲过了,你都可以阐述阐述,表明你对这块是有点积累的。

说句实话,毕竟真正你厉害的一点,不是在于弄明白一些技术,或者大概知道一个高并发系统应该长什么样?其实实际上在真正的复杂的业务系统里,做高并发要远远比我这个图复杂几十倍到上百倍。你需要考虑,哪些需要分库分表,哪些不需要分库分表,单库单表跟分库分表如何join,哪些数据要放到缓存里去啊,放哪些数据再可以抗掉高并发的请求,你需要完成对一个复杂业务系统的分析之后,然后逐步逐步的加入高并发的系统架构的改造,这个过程是务必复杂的,一旦做过一次,一旦做好了,你在这个市场上就会非常的吃香。

其实大部分公司,真正看重的,不是说你掌握高并发相关的一些基本的架构知识,架构中的一些技术RocketMQ、Kafka、Redis、Elasticsearch,高并发这一块,次一等的人才。对一个有几十万行代码的复杂的分布式系统,一步一步架构、设计以及实践过高并发架构的人,这个经验是难能可贵的。

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