重現江湖!大數據高併發——架構師祕籍

大數據高併發的話題屢見不鮮,各種應對的方式方法也四處可見。然而筆試面試中一問就懵,簡直是高薪攔路虎。爲什麼呢?究其原因,還是思路不清晰,缺乏實操,所以一問就倒。作爲專注.Net領域十幾年的老司機,我今天就來給大家好好談談這個話題,將兩個問題全部解決掉!

任何項目在一開始架構時,都不是衝着大數據高併發去的。然而隨着時間的推移,用戶量的增加,數據規模上去,請求的併發量高了,就會出現資源不足、請求阻塞、異常報錯、甚至服務器崩潰的問題。怎麼解決呢?無非兩個思路,一曰揚湯止沸,一曰釜底抽薪

揚湯止沸

所謂揚湯止沸,意思是把鍋裏開着的水舀起來再倒回去,使它涼下來不沸騰。比喻辦法不徹底,不能從根本上解決問題。在遇到大數據高併發問題時,治標不治本也是很重要的。下面給大家羅列一些方法。

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硬件升級,最直接有效省事兒,然而這招有上限,硬件資源不可能無限制增加,有錢也買不到。不過在很多時候確實很好用。

2

異步化架構,常規做法是用異步隊列做爲任務轉發介質,將即時請求轉化成任務信息,寫入隊列,後端用處理器從隊列中獲取任務並處理,時間換空間,能有效應對流量高峯。

3

代碼優化,啓用多線程、資源複用、優秀數據結構與算法、數據庫索引、Sql優化、css/js/圖片請求合併和啓用壓縮、減少cookie傳輸等都是常見手段,能解決客觀問題。

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專項突破,使用特定技術來解決特定問題,比如用EleasicSearch來解決搜索問題,用Redis的原子特性解決超賣問題,用MongoDB解決大量數據寫入和複雜查找性能問題等。

釜底抽薪

釜底抽薪——把柴火從鍋底抽掉,才能使水止沸。比喻從根本上解決問題。大數據高併發的問題是伴隨着數據和併發量而發展的,要根本上解決,目前是做不到的。但是確實有很多方法,是從根基上去解決問題的。

1、集羣化

集羣化,一個人搬不動大石頭,最現實的辦法不是換個大力士,而是找更多的人來一起搬。所謂集羣,就是用多臺服務器共同承載以前一臺服務器做的事兒,而且能支持後續增加更多的服務器。從理想化的角度來說,這種水平擴展模式的處理能力是無限的,當然在實施的過程中也會遇到種種問題,文章後面再解決。

2、緩存

緩存,數據結果存儲起來重用,用空間換性能。在一個大型Web系統裏面,緩存是無處不在的。從客戶端緩存,到CDN緩存,到反向代理緩存,到本地緩存,到分佈式緩存,甚至數據庫自身、操作系統的CPU都是有緩存的。緩存在不同的環節,可以直接攔截掉不同層次的請求,不僅能加快響應速度,也能直接降低壓力。

3、讀寫分離

讀寫分離,分庫分表,能將單一數據庫服務器的壓力分攤到更多的服務器上,以提升數據庫的承載能力。數據庫一直是系統的瓶頸,一方面利用數據庫自身的主從複製功能,另一方面從程序設計去分庫分表,雖然會增加開發和管理的複雜度,但是爲了解決壓力,還是需要積極應用的。

4、分佈式

分佈式,這是大型系統演化的終極方案,將一個計算任務,分解到多個計算機協作完成。這種方式處理能力可以持續提升,但也要付出分佈式管理的代價。時至今日,分佈式架構已經比較成熟,演化出來的微服務架構已成爲當下的主流架構模式,後文還有詳實案例去解讀。

實踐爲王

無論是揚湯止沸,還是釜底抽薪,方案人盡皆知,更重要的是能落地實操。「面試造航母,工作擰螺絲」已成爲當下跳槽季的現狀。面試中頻頻被問到大數據高併發,但是日常開發確實又遇不到,甚是苦惱。網上找一些零碎的帖子看了,卻又很難動手實操,面試問起來根本頂不住。下面,容我來爲大家推薦一個大數據高併發專題課程,不僅全面覆蓋核心處理套路,更重要的全部實操落地,學完能自己動手練習的。

課程學習計劃:

Day1

集羣負載均衡,Asp.Net Core3.1搭建集羣,通過Nignx完成負載均衡,多均衡策略實操演練,基於Redis完成分佈式Session共享,解決持久化問題。

Day2

數據庫讀寫分離實操配置,EntityFrameworkCore讀寫分離訪問封裝,解讀分庫分表表分區,搞定頭疼的數據庫瓶頸。

Day3

緩存Cache深度應用,Asp.Net Core內置MemoryCache,基於Redis分佈式緩存,Nginx反向代理緩存,全部落地實操。

Day4

解讀異步化架構設計和優劣,基於RabbitMQ+處理器集羣現場演練併發任務分發和異步化削峯效應

Day5

分佈式系統架構演化,基於微服務全套環境演練分佈式系統,理解分佈式系統下的Base理論,從開發走向架構。

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