摘要:高性能架构是大型架构的重中之重,也是大厂重点考察对象,下面我就全面来详解8大高性能架构方案@mikechen
高性能架构是大型架构的重中之重,也是大厂重点考察对象,下面我就全面来详解8大高性能架构方案@mikechen
本文作者:陈睿|mikechen
文章来源:mikechen.cc
负载均衡
负载均衡:通过将请求分发到多个服务器,实现系统的水平扩展,提高系统的并发处理能力。
负载均衡,有硬件负载均衡: F5...等硬件设备,以及软件负载均衡: Nginx、HAProxy...等。
常见的算法,比如:
轮询: 依次将请求分配给不同的服务器;
随机: 随机选择服务器;
最少连接: 将请求分配给,连接数最少的服务器;
IP哈希: 根据客户端“IP地址”进行哈希,将请求固定分配给某一台服务器。
负载均衡器,再通过负载均衡算法,把流量进行分发。
异步处理
异步处理:通过将一些耗时的任务,从主线程中分离出来。
通常利用消息队列(如 :Kafka、RabbitMQ...等等),用于异步任务的调度。
消息队列,发送者将消息发布到队列,消费者从队列中取出并处理任务。
可以用于:处理大量的邮件、或短信发送请求,可以异步化,避免影响主流程的响应时间。
以及,文件上传、图片处理、视频编码...等,可以在后台异步执行,避免阻塞用户的请求,从而提升系统性能、和用户体验。
数据库优化
数据库是系统的核心,其性能直接影响整个系统的性能。
比如:电商网站的商品查询,通常采用 数据库分库分表 、和 查询优化 等技术提升性能。
如下图所示:
除此之外,还可以采用,索引优化, 创建合适的索引,加速数据查询。
以及,SQL优化, 编写高效的SQL语句,减少数据库负载。
以及,读写分离,将读写操作分离到,不同的数据库实例上。
缓存技术
缓存是提升系统性能最常用的手段之一,通过将频繁访问的数据存储在内存中,减少对数据库等后端系统的访问,从而显著提高响应速度。
对于频繁查询的数据,可以将结果缓存到 Redis 、或 Memcached 中,避免每次查询都访问数据库。
Redis
一个高性能的键值数据库,常用作缓存解决方案,支持多种数据结构。
如:字符串、哈希、列表、集合、排序集合等。
Memcached
一个简单、高效的内存缓存系统,主要用于缓存键值对数据。
LRU(Least Recently Used): 最近最少使用,优先淘汰最近最少使用的数据。LFU(Least Frequently Used): 最不经常使用,优先淘汰最不经常使用的数据。FIFO(First In First Out): 先进先出,先进入缓存的数据先被淘汰。分布式集群
分布式集群:通过将多个服务器组成集群,可以提高系统的可用性、和可扩展性。
集群特点:
高可用集群: 保证系统,在故障时仍能提供服务;高扩展集群: 将负载,分发到多个服务器上;计算集群: 用于大规模数据计算。如下图所示:
比如:Redis 集群、HBase 集群...等等,数据分布在多个节点上,通过分片技术提高存储容量、和查询速度。
CDN
CDN 是一种通过将内容缓存到全球多个分布的节点上,缩短用户访问距离,提高内容访问速度的技术。
它通常用于分发静态内容(如图片、视频、JS、CSS 文件等)。
内容分发网络(CDN)通过将静态资源部署到全球各地的服务器上,加速内容的传输。
CDN,可以减少延迟,并 将内容缓存在离用户最近的服务器上。
微服务架构
微服务架构将一个大型应用拆分成多个小的、独立的服务,提高系统的灵活性和可维护性。
独立部署: 每个服务都可以独立部署;
技术异构: 不同的服务可以使用不同的技术栈,比如:Java/Go...等等;
松耦合: 服务之间通过接口进行通信。
服务拆分:将应用按功能拆分成多个小服务,每个服务可以独立部署、独立扩展、独立开发。
服务通信:服务之间通过 HTTP(RESTful API)、消息队列等进行通信。
容器化部署:微服务通常使用 Docker 容器、和 Kubernetes 等容器编排工具来实现自动化部署、扩展和管理。
限流与熔断
限流与熔断是保证系统稳定性、防止过载和服务雪崩的关键技术。
限流: 控制系统处理请求的速率。熔断: 当某个服务不可用时,快速失败,保护其他服务。它们通过限制访问频率、控制流量和保护系统稳定运行。
限流和熔断机制,可以保护系统在高负载情况下不崩溃。
来源:肖宇看科技