直呼内行阿里离职带出内网专属“高并发系统设计”学习笔记

news2024/9/25 21:25:56

前言

我们知道,高并发代表着大流量,高并发系统设计的魅力就在于我们能够凭借自己的聪明才智设计巧妙的方案,从而抵抗巨大流量的冲击,带给用户更好的使用体验。这些方案好似能操纵流量,让流量更加平稳得被系统中的服务和组件处理。

来做个简单的比喻吧。

从古至今,长江和黄河流域水患不断,远古时期,大禹曾拓宽河道,清除淤沙让流水更加顺畅;都江堰作为史上最成功的的治水案例之一,用引流将岷江之水分流到多个支流中,以分担水流压力;三门峡和葛洲坝通过建造水库将水引入水库先存储起来,然后再想办法把水库中的水缓缓地排出去,以此提高下游的抗洪能力。

"秒杀活动"、"抢红包"、"微博热搜"、"12306抢票"、"共享单车拉新"等都是高并发的典型业务场景,那么如何解决这些业务场景背后的难点问题呢?

  • 秒杀系统中,QPS达到10万/s时,如何定位并解决业务瓶颈?

  • 明星婚恋话题不断引爆微博热搜,如何确保系统不宕机?

  • 共享单车充值活动,如何保证不超卖?

  • ......

同一时间、海量用户的高频访问对任何平台都是难题,但可喜的是,虽然业务场景不同,设计和优化的思想却是万变不离其宗。如果你掌握了高并发系统设计的核心技术点(缓存、池化、异步化、负载均衡、队列、降级熔断等),深化成自 己的知识体系,解决这些业务问题将不在话下,应对自如。

编辑切换为居中

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

高并发系统设计脑图

那么,我们怎么去学习、提高我们的高并发系统设计的能力呢?

说明:文章限于篇幅,故只做部分展示,完整的《高并发系统设计》文档小编已经整理好了,正在学习高并发或者想把这份文档当做练习题复习一下的朋友,文末有获取资料的免费下载方式!

Step ①:基础

首先,我们需要了解一下知识点:

  1. 高并发系统:它的通用设计方法是什么

  2. 架构分层:我们为什么一定要这么做?

  3. 系统设计目标(一):如何提升系统性能?

  4. 系统设计目标(二):系统怎样做到高可用?

  5. 系统设计目标(三):如何让系统易于扩展?

编辑切换为居中

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

Step ②:数据库

在第一步中,我已经从宏观的角度带你了解了高并发系统设计的基础知识,你已经知晓了,我们系统设计的目的是为了获得更好的性能、更高的可用性,以及更强的系统扩展能力。

那么在这一步,我们正式进入演进篇,我会再从局部出发,带你逐一了解完成这些目标会使用到的一些方法,这些方法会针对性地解决高并发系统设计中出现的问题。

  1. 池化技术:如何减少频繁创建数据库连接的性能损耗?

  2. 数据库优化方案(一):查询请求增加时,如何做主从分离?

  3. 数据库优化方案(二):写入数据量增加时,如何实现分库分表?

  4. 发号器:如何保证分库分表后ID的全局唯一性?

  5. NoSQL:在高并发场景下,数据库和NoSQL如何做到互补?

编辑切换为居中

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

Step ③:缓存

通过前面数据库篇的学习,你已经了解了在高并发大流量下,数据库层的演进过程以及库表设计上的考虑点。

那么我将从缓存定义、缓存分类和缓存优势劣势三个方面全方位带你掌握缓存的设计思想和理念,带你针对性地掌握使用缓存的正确姿势,以便让你在实际工作中能够更好地使用缓存提升整体系统的性能。

  1. 缓存:数据库成为瓶颈后,动态数据的查询要如何加速?

  2. 缓存的使用姿势(一):如何选择缓存的读写策略?

  3. 缓存的使用姿势(二):缓存如何做到高可用?

  4. 缓存的使用姿势(三):缓存穿透了怎么办?

  5. CDN:静态资源如何加速?

编辑切换为居中

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

Stpe ④:消息队列

1 秒钟之内,有 1 万个数据库连接同时达到,系统的数据库濒临崩溃,寻找能够应对如此高并发的写请求方案迫在眉睫。这时你想到了消息队列。

这里我会从以下几个问题去带大家学习如何使用消息队列解决秒杀场景下的问题:

  1. 消息队列:秒杀时如何处理每秒上万次的下单请求?

  2. 消息投递:如何保证消息仅仅被消费一次?

  3. 消息队列:如何降低消息队列系统中消息的延迟?

编辑切换为居中

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

Step ⑤:分布式服务

通过前面几个篇章的内容,你已经从数据库、缓存和消息队列的角度对自己的垂直电商系统在性能、可用性和扩展性上做了优化。

但是有一个问题一直萦绕在你的心里:究竟是什么促使我们将一体化架构,拆分成微服务化架构?是不是说系统的整体 QPS 到了 1 万,或者到了 2 万,就一定要做微服务化拆分呢?

我将从以下几个点去讲解,为什么我们要用分布式服务?它好在哪里、如何实现?

  1. 系统架构:每秒1万次请求的系统要做服务化拆分吗?

  2. 微服务架构:微服务化后,系统架构要如何改造?

  3. RPC框架:10万QPS下如何实现毫秒级的服务调用?

  4. 注册中心:分布式系统如何寻址?

  5. 分布式Trace:横跨几十个分布式组件的慢请求要如何排查?

  6. 负载均衡:怎样提升系统的横向扩展能力?

  7. API网关:系统的门面要如何做呢?

  8. 多机房部署:跨地域的分布式系统如何做?

  9. Service Mesh:如何屏蔽服务化系统的服务治理细节?

编辑切换为居中

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

Step ⑥:维护

要想快速地发现和定位业务系统中出现的问题,必须搭建一套完善的服务端监控体系。正所谓“道路千万条,监控第一条,监控不到位,领导两行泪”。不过,在搭建的过程中,你的团队又陷入了困境:

  • 首先,监控的指标要如何选择呢?

  • 采集这些指标可以有哪些方法和途径呢?

  • 指标采集到之后又要如何处理和展示呢?

这些问题,一环扣一环,关乎着系统的稳定性和可用性,通过完成一下这些,我就带你解决这些问题,搭建一套服务端监控体系。

  1. 给系统加上眼睛:服务端监控要怎么做?

  2. 应用性能管理:用户的使用体验应该如何监控?

  3. 压力测试:怎样设计全链路压力测试平台?

  4. 配置管理:成千上万的配置项要如何管理?

  5. 降级熔断:如何屏蔽非核心系统故障的影响?

  6. 流量控制:高并发系统中我们如何操纵流量?

编辑切换为居中

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

Step ⑦:实战

在前面,我分别从数据库、缓存、消息队列和分布式服务化的角度,带你了解了面对高并发的时候要如何保证系统的高性能、高可用和高可扩展。其中虽然有大量的例子辅助你理解理论知识,但是没有一个完整的实例帮你把知识串起来。

所以,为了将我们提及的知识落地,在实战篇中,我会以微博为背景,用两个完整的案例带你从实践的角度应对高并发大流量的冲击,期望给你一个更加具体的感性认识,为你在实现类似系统的时候提供一些思路。

  1. 计数系统设计(一):面对海量数据的计数器要如何做?

  2. 计数系统设计(二):50万QPS下如何设计未读数系统?

  3. 信息流设计(一):通用信息流系统的推模式要如何做?

  4. 信息流设计(二):通用信息流系统的拉模式要如何做?

编辑切换为居中

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

总结

通过以上七个步骤,我想你应该能够从中获益良多,掌握高并发系统设计的精髓!

从基础出发,由浅入深,从七个方面(基础+数据库+缓存+消息队列+分布式服务+维护+实战)去带领大家去学习高并发系统设计!

先带你建立对高并发系统设计的直观理解,再以最简单架构逐步演进到支撑百万、千万并发的分布式架构为案例,带你解决这个过程中遇到的痛点问题,提升业务处理能力,真正完成一次系统演进,最后结合实战优化整体设计思路。

                                              资源获取:

大家点赞、收藏、关注、评论啦 、查看👇🏻👇🏻👇🏻微信公众号获取联系方式👇🏻👇🏻👇🏻

 精彩专栏推荐订阅:下方专栏👇🏻👇🏻👇🏻👇🏻

每天学四小时:Java+Spring+JVM+分布式高并发,架构师指日可待

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/97613.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

python 之 pandas数据处理

目录 一:读取文件 二:查看数据 三:获取数据 四:按标签选择 五:按照位置选择 六:布尔索引 七:缺失值 一:读取文件 read_csv 加载文件 df pd.read_csv("classify.csv&quo…

SPRING-了解2-XML

两种bean Spring中有两种bean:一种普通bean,另外一种工厂bin (Factory Bin&#xff0c;注意不是前面说的BeanFactory类) 普通Bean:xml中定义什么类型返回的就是什么类型 <bean id"book" class"com.i7i8i9.spring5.collectiontype.Book"> xml中clas…

Linux 应用基础 Framebuffer应用编程

文章目录前言一、了解Framebuffer二、了解LCD1.LCD的操作原理2.LCD坐标三. Framebuffer 程序分析1. 打开设备&#xff1a;&#xff08;open&#xff09;2. 获取LCD参数 : ( ioctl )3. 映射 framebuffer: ( mmap )四. 描点函数&#xff1a; &#xff08; lcd_put_pixel &#xf…

【OpenFOAM】-olaFlow-算例3- currentWaveFlume

算例路径&#xff1a; olaFlow\tutorials\currentWaveFlume 算例描述&#xff1a; 波流耦合模拟&#xff0c;该算例提供了四种工况&#xff1a;(1) Waves and forward current&#xff0c;(2) Waves and backward current&#xff0c;(3) Forward current only&#xff0c;(4) …

【LSTM预测】基于卷积神经网络结合双向长短时记忆CNN-BiLSTM(多输入单输出)数据预测含Matlab源码

✅作者简介&#xff1a;热爱科研的Matlab仿真开发者&#xff0c;修心和技术同步精进&#xff0c;matlab项目合作可私信。 &#x1f34e;个人主页&#xff1a;Matlab科研工作室 &#x1f34a;个人信条&#xff1a;格物致知。 更多Matlab仿真内容点击&#x1f447; 智能优化算法 …

【云服务器 ECS 实战】一文掌握负载均衡服务原理及配置方法

一、负载均衡基本原理概述协议/端口轮询策略会话保持二、云服务器 ECS 负载均衡相关配置协议&监听配置后端服务器配置健康检查配置测试在上期文章中&#xff0c;介绍了负载均衡的概述及优势&#xff0c;并详细演示了阿里云服务器负载均衡服务的选型与购买配置。本期文章我们…

字节最新秋招面试题泄露,“背完”这些你也可以拿到字节offer

Java 一面基本上都是基础题&#xff0c;同样是 CURD 的活&#xff0c;谁更熟练要谁&#xff0c;比如下面这些面试题&#xff0c;八股文越熟练越容易通过 Java 面试。下面会给大家详解的介绍一下每个技术点的必问问题&#xff01; 一、Java 基础 1.JDK动态代理和CGLIB动态代理的…

12月18日第壹简报,星期日,农历十一月廿五

12月18日第壹简报&#xff0c;星期日&#xff0c;农历十一月廿五1. 官方&#xff1a;预计我国今年经济总量超过120万亿元&#xff0c;明年经济有望总体回升。2. 多地血库告急&#xff0c;两部门修改“指引”&#xff1a;最后一次新冠核酸或抗原阳性结果7天后可献血。3. 北京&am…

Wireshark 实验

本部分按照数据链路层、网络层、传输层以及应用层进行分类&#xff0c;共有 10 个实验。需要使用协议分析软件 Wireshark 进行&#xff0c;请根据简介部分自行下载安装。 准备 请自行查找或使用如下参考资料&#xff0c;了解 Wireshark 的基本使用&#xff1a; 选择对哪块网…

DropBox系列-打造车载系统APM框架

前言&#xff1a; 作者本人负责公司的APM监控模块&#xff0c;因为工作的原因&#xff0c;对ANR&#xff0c;crash等流程研究的比较多&#xff0c;最近在打造APM监控平台的时候&#xff0c;顺带对DropBox的实现原理进行了一定的学习和研究&#xff0c;发现了一些妙用&#xff…

【DELM回归预测】基于海鸥算法改进深度学习极限学习机SOA-DELM实现数据回归预测附matlab代码

✅作者简介&#xff1a;热爱科研的Matlab仿真开发者&#xff0c;修心和技术同步精进&#xff0c;matlab项目合作可私信。 &#x1f34e;个人主页&#xff1a;Matlab科研工作室 &#x1f34a;个人信条&#xff1a;格物致知。 更多Matlab仿真内容点击&#x1f447; 智能优化算法 …

基于java+springmvc+mybatis+vue+mysql的疫情时期药物管理系统

项目介绍 前端页面&#xff1a; 功能&#xff1a;首页、医生、药品信息、药品资讯、个人中心、后台管理、在线客服 管理员后台管理页面&#xff1a; 功能&#xff1a;首页、个人中心、用户管理、医生管理、药品类别管理、药品信息管理、药品购买管理、在线咨询管理、系统管理…

Python图像处理【4】图像线性变换

图像线性变换0. 前言1. 2D 线性几何变换数学原理2. 使用 scipy.ndimage 旋转图像3. 使用 Numpy 翻转图像4. 使用 scipy.ndimage 实现仿射变换4.1 仿射变换原理4.2 实现仿射变换小结系列链接0. 前言 图像线性变换是图像处理中的基本运算&#xff0c;通常用于调整图像的视觉效果…

【Spring Cloud】如何安装与配置Nacos注册中心?

本期目录1. Nacos介绍2. Nacos安装2.1 Windows安装3. 配置Nacos3.1 引入依赖3.2 修改配置文件3.3 启动并测试1. Nacos介绍 Nacos 是阿里巴巴的产品&#xff0c;使用 Java 语言开发。比 Eureka 功能更丰富&#xff0c;除了可以作注册中心&#xff0c;还可以作配置中心。 2. Nac…

【Java开发】Staffjoy 02 :系统架构设计

本文主要对 Staffjoy 项目的架构做一个介绍和衍生&#xff0c;包括数据模型、各服务接口模型及框架选择等&#xff0c;希望能让大家对于项目有个整体的把握和判断&#xff0c;本文最后也列举了 Dubbo、Spring Cloud 和 K8s 三种微服务框架的异同~ 目录 1 架构设计 1.1 总体架…

毕业设计 基于PID控制的智能平衡车 - stm32 物联网 单片机【超详细】

文章目录0 前言1 课题背景2 设计内容3 设计方案3.1 设计思路3.3 硬件设计3.4 软件设计3.4.1 关键技术 - PID控制算法3.4.2 关键技术 - 倾角估计算法3.4.3 关键技术 - 直立控制算法3.4.4 速度控制3.4.5 方向控制4 视频演示5 最后0 前言 &#x1f525; 这两年开始毕业设计和毕业…

长短时记忆网络(LSTM)负荷预测项目(matlab)

目录 1. LSTM介绍 2. 数据集准备及预处理 3. LSTM模型搭建与训练 4. 预测模型测试 1. LSTM介绍 长短期记忆网络 LSTM&#xff08;long short-term memory&#xff09;是 RNN 的一种变体&#xff0c;其核心概念在于细胞状态以及“门”结构。细胞状态相当于信息传输的路径…

每日一道LeetCode(一):两数之和

写在前面 Hello大家好&#xff0c; 我是【麟-小白】&#xff0c;一位软件工程专业的学生&#xff0c;喜好计算机知识。希望大家能够一起学习进步呀&#xff01;本人是一名在读大学生&#xff0c;专业水平有限&#xff0c;如发现错误或不足之处&#xff0c;请多多指正&#xff0…

刷完这1000道JAVA面试题,让你成功逆袭上岸

内容涵盖&#xff1a;Java、MyBatis、ZooKeeper、Dubbo、Elasticsearch、Memcached、Redis、MySQL、Spring、Spring Boot、Spring Cloud、RabbitMQ、Kafka、Linux 等技术栈。 由于整个笔记比较全面&#xff0c;内容相当的多 &#xff0c;这里仅展示面经中的面试真题&#xff0…

Keras深度学习实战(41)——语音识别

Keras深度学习实战&#xff08;41&#xff09;——语音识别0.前言1. 模型与数据集分析1.1 数据集分析1.2 模型分析2. 语音识别模型2.1 数据加载与预处理2.2 模型构建与训练小结系列链接0.前言 语音识别(Automatic Speech Recognition, ASR&#xff0c;或称语音转录文本)使声音…