08-05 应用层设计

news2024/11/29 3:57:09

伸缩性的架构设计——服务器集群的伸缩性

DNS负载均衡

DNS服务器将访问的域名转发到对应的网关，网关层做反向代理。
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利用消息组件对业务场景进行解耦

适合用消息组件解耦的场景

  • 长任务（时间长，逻辑复杂，可异步）
  • 非实时（轻任务、时效性要求不高、可异步化）
  • 发布订阅（多下游相同语义）

长任务

  • 商户数据变更——触发风控的自动评分（耗时的长任务）
  • 商品中心——商品编辑&发布（复杂的业务场景）
  • 报表系统——生成报表并发送

非实时

  • 用户验证——手机验证码
  • 通知消息——验证邮箱、用户通知
  • 支付业务——付款回调接口

发布订阅

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性能规划——性能指标和应用层优化策略

性能测试指标

  • RT响应时间
  • QPS每秒访问（吞吐量）
  • 并发数（并发能力）

复杂业务性能优化

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构建性能基线

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稳定性测试

经过一段时间使用后，发现一些潜在的Bug

缓存使用模式

既然使用缓存，那就肯定会存在缓存数据和DB数据不一致的问题，只是不一致时间长短的问题

全量缓存场景

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时效性缓存场景

读

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写

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业务设计原则——有限状态机的流转

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基于Spring Statemachine的轻量级状态机

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.learn</groupId>
    <artifactId>statemachine</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-parent</artifactId>
        <version>2.2.1.RELEASE</version>
    </parent>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.statemachine</groupId>
            <artifactId>spring-statemachine-core</artifactId>
            <version>2.1.3.RELEASE</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                    <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

biz

package com.learn.architect.biz;

/**
 * @author YSK
 * @since 2023/5/15 14:14
 */
public enum OrderEvent {
    PLACE_ORDER,//下单
    PAID,//付款完成
    DELIVERED//开始运输
}

package com.learn.architect.biz;

/**
 * @author YSK
 * @since 2023/5/15 14:13
 */
public enum OrderState {
    CREATED,
    PENDING_PAYMENT,
    PENDING_DELIVERY,
    ORDER_COMPLETE
}

config

package com.learn.architect.config;

import com.learn.architect.biz.OrderEvent;
import com.learn.architect.biz.OrderState;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.statemachine.config.EnableStateMachine;
import org.springframework.statemachine.config.EnumStateMachineConfigurerAdapter;
import org.springframework.statemachine.config.StateMachineConfigurerAdapter;
import org.springframework.statemachine.config.builders.StateMachineStateConfigurer;
import org.springframework.statemachine.config.builders.StateMachineTransitionConfigurer;

import java.util.EnumSet;

/**
 * @author YSK
 * @since 2023/5/15 14:31
 */
@Configuration
@EnableStateMachine
public class OrderStateMachineConfig extends EnumStateMachineConfigurerAdapter<OrderState, OrderEvent> {
    @Override
    public void configure(StateMachineStateConfigurer<OrderState,OrderEvent> states) throws Exception{
        //声明状态和其他状态
        states.withStates()
                .initial(OrderState.CREATED)
                .states(EnumSet.allOf(OrderState.class));

    }

    /**
     * 配置状态机如何做流转
     */
    @Override
    public void configure(StateMachineTransitionConfigurer<OrderState, OrderEvent> transitions) throws Exception {
        transitions
                .withExternal()
                    .source(OrderState.CREATED)
                    .target(OrderState.PENDING_PAYMENT)
                    .event(OrderEvent.PLACE_ORDER)
                .and().withExternal()
                    .source(OrderState.PENDING_PAYMENT)
                    .target(OrderState.PENDING_DELIVERY)
                    .event(OrderEvent.PAID)
                .and().withExternal()
                    .source(OrderState.PENDING_DELIVERY)
                    .target(OrderState.ORDER_COMPLETE)
                    .event(OrderEvent.DELIVERED);
    }
}

listener

package com.learn.architect.listener;

import com.learn.architect.biz.OrderState;
import lombok.Data;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.messaging.Message;
import org.springframework.statemachine.annotation.OnTransition;
import org.springframework.statemachine.annotation.WithStateMachine;

/**
 * @author YSK
 * @since 2023/5/15 14:17
 */
@WithStateMachine
@Slf4j
@Data
public class OrderListener {
    private String orderState = OrderState.CREATED.name();

    @OnTransition(target = "PENDING_PAYMENT")
    public void pendingPayment(Message message) {
        log.info("订单创建，等待付款，states={},header={}",
                OrderState.PENDING_PAYMENT.name(),
                message.getHeaders().get("orderId"));
        //todo 业务流程
        setOrderState(OrderState.PENDING_PAYMENT.name());

    }

    @OnTransition(target = "PENDING_DELIVERY")
    public void pendingDelivery(Message message) {
        log.info("订单已付款，等待发货，states={}",
                OrderState.PENDING_DELIVERY.name(),
                message.getHeaders().get("orderId"));
        //todo 业务流程
        setOrderState(OrderState.PENDING_DELIVERY.name());

    }

    @OnTransition(target = "ORDER_COMPLETE")
    public void complete(Message message) {
        log.info("订单完成，states={}",
                OrderState.ORDER_COMPLETE.name(),
                message.getHeaders().get("orderId"));
        //todo 业务流程
        setOrderState(OrderState.ORDER_COMPLETE.name());

    }
}

run

package com.learn.architect;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

/**
 * @author YSK
 * @since 2023/5/15 14:54
 */
@SpringBootApplication
public class ApplicationStater {

    @Bean
    public MyRunner myRunner() {
        return new MyRunner();
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ApplicationStater.class,args);
    }
}

package com.learn.architect;

import com.learn.architect.biz.OrderEvent;
import com.learn.architect.biz.OrderState;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.messaging.Message;
import org.springframework.messaging.support.MessageBuilder;
import org.springframework.statemachine.StateMachine;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * @author YSK
 * @since 2023/5/15 14:46
 */
public class MyRunner implements CommandLineRunner {
    @Resource
    StateMachine<OrderState,OrderEvent> stateMachine;
    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        stateMachine.start();
        Message<OrderEvent> message = MessageBuilder
                .withPayload(OrderEvent.PLACE_ORDER)
                .setHeader("orderId", "998")
                .build();
        stateMachine.sendEvent(message);
        stateMachine.sendEvent(OrderEvent.PAID);
        stateMachine.sendEvent(OrderEvent.DELIVERED);
    }
}

test

package com.learn.architect;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

/**
 * @author YSK
 * @since 2023/5/15 14:57
 */
@SpringBootTest
public class StateMachineTest {

    @Test
    public void run() {

    }
}

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面试题

业务性能调优

  • 首先考虑异步化（MQ、异步编排、池化等）
  • 分布式、本地缓存
  • 数据异构（非一致性场景快速返回、查找）

缓存的一致性问题

  • 读写场景的一致性
  • Setnx，watch+multi乐观锁

复杂业务中状态的流转（订单系统中的设计）

  • 规则引擎
  • 轻量级状态机实现Spring Statemachine

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