关于\"高并发系统设计\"看这篇就够了,阿里、百度、美团都在用

"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?
  • 明星婚恋话题不断弓|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。

高并发系统设计知识框架图

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一、基础

一起了解高并发架构的设计理念, 建立对高并发系统的初步认知。比如,如何让你的系统更好地支持高性能、可用与可扩展性,比如带你掌握架构分层的核心技术点。

  • 高并发系统:它的通用设计方法是什么
  • 架构分层:我们为什么一定要这么做?
  • 系统设计目标(一) :如何提升系统性能?
  • 系统设计目标(二) :系统怎样做到高可用?
  • 系统设计目标(三) :如何让系统易于扩展?

二、数据库

  • 池化技术:如何减少频繁创建数据库连接的性能损耗?
  • 数据库优化方案(一) :查询请求增加时,如何做主从分离?
  • 数据库优化方案(二) :写入数据量增加时,如何实现分库分表?
  • 发号器:如何保证分库分表后ID的全局唯一性?
  • NOSQL:在高并发场景下,数据库和NoSQL如何做到互补?

三、缓存

缓存是我们做架构工作经常使用的技术之一,它极大地缓解了大用户量对系统造成的冲击。伴随着系统架构的演进,缓存的使用方法也从没有停止过改变,缓存框架的种类也日渐增多。

对于缓存的使用,看似非常简单,其实却蕴含着很多技巧在里面,这些技巧可以帮助我们最大化地发挥缓存的功效,减少因为缓存的错误使用导致的线上生产事故。该如何做缓存框架的选型,究竟哪种框架更适合自己的现状,这些都是我们需要面对和解决的难题。

  • 缓存:数据库成为瓶颈后,动态数据的查询要如何加速?
  • 缓存的使用姿势(一) :如何选择缓存的读写策略?
  • 缓存的使用姿势(二) :缓存如何做到高可用?
  • 缓存的使用姿势(三) :缓存穿透了怎么办?
  • CDN:静态资源如何加速?

四、消息队列

如果你掌握了消息队列的底层技术,无论使用哪种消息队列产品,你都可以从原理层面来分析问题,再简单看一下它的API和相关配置项,就能很快知道该如何配置消息队列,写出高性能并且可靠的程序。

  • 消息队列:秒杀时如何处理每秒上万次的下单请求?
  • 消息投递:如何保证消息仅仅被消费一次?
  • 消息队列:如何降低消息队列系统中消息的延迟?

五、分布式服务

  • 系统架构:每秒1万次请求的系统要做服务化拆分吗?
  • 微服务架构:微服务化后,系统架构要如何改造?
  • RPC框架:10万QPS下如何实现毫秒级的服务调用?
  • 注册中心:分布式系统如何寻址?
  • 分布式Trace:横跨几十个分布式组件的慢请求要如何排查?
  • 负载均衡:怎样提升系统的横向扩展能力?
  • API网关:系统的门面要如何做呢?
  • 多机房部署:跨地域的分布式系统如何做?
  • Service Mesh:如何屏蔽服务化系统的服务治理细节?

六、维护

  • 给系统加上眼睛:服务端监控要怎么做?
  • 应用性能管理:用户的使用体验应该如何监控?
  • 压力测试:怎样设计全链路压力测试平台?
  • 配置管理:成千上万的配置项要如何管理?
  • 降级熔断:如何屏蔽非核心系统故障的影响?
  • 流量控制:高并发系统中我们如何操纵流量?

七、实战

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