目录

一、高并发

1.高并发相关指标

2.如何提高并发能力

二、高并发的目标

1.高性能

2.高可用

3.高扩展

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一、高并发

高并发（High Concurrency）是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求。

1.高并发相关指标

1. QPS (Queries Per Second) / RPS (Requests Per Second): 每秒查询/请求数，表示服务器在一秒内能够处理的请求数量。这是衡量系统处理能力的一个重要指标，适用于所有类型的请求-响应系统。

2. TPS (Transactions Per Second): 每秒事务数，特指系统每秒能处理的事务数量，通常用于数据库操作或者业务逻辑中一系列操作的集合。

3. 响应时间 (Response Time): 从客户端发出请求到接收到响应的总时间。它直接影响用户体验，响应时间越短，用户体验越好。

4. 吞吐量 (Throughput): 单位时间内系统处理的请求数量或完成的任务数量（QPS和TPS都可视为吞吐量的一种特定形式）。吞吐量可以用来衡量系统的处理能力，但需要注意区分是瞬时吞吐量还是持续吞吐量。

5. 并发用户数: 系统在同一时间内能够同时处理的用户数量，是评估系统并发处理能力的重要依据。高并发用户数意味着系统需要处理更多的并发请求。

6. 错误率 (Error Rate): 在特定时间段内失败请求占总请求的比例。在高并发场景下，维持低错误率对于保证服务稳定性至关重要。

7. 饱和度 (Saturation): 表示系统接近其最大处理能力的程度。当系统达到饱和状态时，再增加负载可能会导致响应时间显著增加或错误率上升。

8. 带宽 (Bandwidth): 网络传输速率，单位时间内能够传输的数据量。在高并发场景下，足够的带宽是确保数据流畅传输的基础。

9. PV (Page View) - 页面浏览量: PV是指网站被访问的页面总数。每当用户浏览一次网页，无论是否是同一个人或同一个IP地址，都会记录为一次PV。因此，如果一个用户在网站上浏览了多个页面，这将增加多个PV。PV是评价网站活跃度的重要指标，反映了网站内容被浏览的次数。  

10. UV (Unique Visitor) - 独立访客: UV是指在一定统计周期内访问网站的独立用户数。通常通过 cookies 或者设备标识符来识别唯一的访问者，即便同一用户使用不同的设备或浏览器访问，也会被计为多个UV。UV更能准确反映实际的用户数量，是衡量网站用户基础规模的指标。

11. IP (Internet Protocol) - IP访问: 基于IP地址统计的访问量，即来自不同IP地址的访问次数。IP作为统计标准在现代互联网分析中已较少直接应用。

2.如何提高并发能力

• 垂直扩展（Scale Up）

1. 增强单机硬件性能（优先）：例如：增加CPU核数如32核，升级更好的网卡如万兆，升级更好的硬盘如SSD，扩充硬盘容量如2T，扩充系统内存如128G。
2. 提升单机架构性能：例如：使用Cache来减少IO次数，使用异步来增加单服务吞吐量，使用无锁数据结构来减少响应时间。
3. 总结：管是提升单机硬件性能，还是提升单机架构性能，都有一个致命的不足：单机性能总是有极限的。所以互联网分布式架构设计高并发终极解决方案还是水平扩展。

• 水平扩展（Scale Out）

1. 只要增加服务器数量，就能线性扩充系统性能。水平扩展对系统架构设计是有要求的，难点在于：如何在架构各层进行可水平扩展的设计。

二、高并发的目标

1.高性能

1. 简单的说，高性能（High Performance）就是指程序处理速度快，所占内存少，cpu占用率低。
2. 高并发和高性能是紧密相关的，提高应用的性能，是肯定可以提高系统的并发能力的。
3. 应用性能优化的时候，对于计算密集型和IO密集型还是有很大差别，需要分开来考虑。
4. 增加服务器资源（CPU、内存、服务器数量），绝大部分时候是可以提高应用的并发能力和性能 （前提是应用能够支持多任务并行计算，多服务器分布式计算才行），但也是要避免其中的一些问题，才可以更好的更有效率的利用服务器资源。

提高性能的注意事项

1. 避免因为IO阻塞让CPU闲置，导致CPU的浪费。
2. 避免多线程间增加锁来保证同步，导致并行系统串行化。
3. 免创建、销毁、维护太多进程、线程，导致操作系统浪费资源在调度上。
4. 避免分布式系统中多服务器的关联，比如：依赖同一个mysql，程序逻辑中使用分布式锁，导致瓶颈在mysql，分布式又变成串行化运算。

2.高可用

高可用性（High Availability）通常来描述一个系统经过专门的设计，从而减少停工时间，而保持其服务的高度可用性(一直都能用)。

高可用性是指系统具有较高的无故障运行能力，可用性 = 平均故障时间 / 系统总运行时间，一般使用几个 9 来描述系统的可用性。 

高可用注意事项

• 避免单点：使用单个服务器，一旦该服务器意外宕机，将导致服务不可用
• 使用“集群”，一台服务器挂了，还有其他后备服务器能够顶上

3.高扩展

表示系统的扩展能力，流量高峰时能否在短时间内完成扩容，更平稳地承接峰值流量，比如双11活动、明星离婚等热点事件。

面对突发流量，不可能临时改造架构，最快的方式就是增加机器来线性提高系统的处理能力。

对于业务集群或者基础组件来说，扩展性 = 性能提升比例 / 机器增加比例，理想的扩展能力是：资源增加几倍，性能提升几倍。通常来说，扩展能力要维持在 70%以上。

但是从高并发系统的整体架构角度来看，扩展的目标不仅仅是把服务设计成无状态就行了，因为当流量增加 10 倍，业务服务可以快速扩容 10 倍，但是数据库可能就成为了新的瓶颈。

像 MySQL 这种有状态的存储服务通常是扩展的技术难点，如果架构上没提前做好规划（垂直和水平拆分），就会涉及到大量数据的迁移。

我们需要站在整体架构的角度，而不仅仅是业务服务器的角度来考虑系统的扩展性 。所以说，数据库、缓存、依赖的第三方、负载均衡、交换机带宽等等都是系统扩展时需要考虑的因素。我们要知 道系统并发到了某一个量级之后，哪一个因素会成为我们的瓶颈点，从而针对性地进行扩展。