如何理解和解决高并发

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2023-10-10 23:06 52阅读 0赞

#### 如何理解高并发 ####

*  高并发指的两方面
 *  提升硬件
 *  负载均衡
 *  使用缓存
 *   *  缓存一致性如何保证
 *  限流
 *  DNS负载均衡
 *  线程池和分布式锁
 *  总结

## 高并发指的两方面 ##

1.  **同一时刻**有大量的请求访问系统。
2.  有大量的请求**并行**访问系统。

当大量请求短时间内涌入系统的时候，我们第一时间应该能想到的是**提升机器的性能**。

## 提升硬件 ##

单机性能：比如说从8核提升到16核，从8G提升到16G。

## 负载均衡 ##

但是这样的提升有限，我们可以部署多台机器来分担压力。这就需要**负载均衡**的帮助，同时要求你的程序支持负载均衡的部署。

比如引入redis来统一存储session。

## 使用缓存 ##

如果单机能承载的请求能力有限，远远达不到上限该怎么办？  
这时我们就需要解决一些性能瓶颈，比如数据库，大部分应用的瓶颈都在数据库。

所以我们一般会采用**读写分离**、**分库分表**、**多主多从架构**等方式提升数据库的能力。但是数据库毕竟是对磁盘的操作，速度远远慢于CPU运转的速度。所以，我们需要将数据尽可能存储在内存当中。

虽然内存速度也慢于CPU速度，但是远远大于磁盘的速度，这时候就需要引入缓存机制。先访问缓存，缓存没有则访问数据库，然后存入缓存。

### 缓存一致性如何保证 ###

缓存一致性的问题该如何解决？  
我们可以通过**订阅binlog日志**或者**MQ**的方式保证其数据最终一致性。

**Redis虽然单机性能很高，但为了支持高并发，我们一般都将其部署为集群**。到这里，系统已经具备很高的处理能力了。

## 限流 ##

不管怎么样，一个业务假设最大处理能力就一秒一万，但是有一秒百万的请求过来怎么办？  
这时候就想到了mq。

**先把请求放入mq，大家排着队来，出口处根据能力来消费**。当然结果往往是需要用户等待一会。比如支付场景、抢购场景、秒杀场景等。这种我们一样叫做高并发解决方案。

同样的思路，如果我的系统处理能力有限，只能做到承载一万的流量，但是有百万的请求怎么办？  
我们说限流，让流量一万一万地过来即可。

## DNS负载均衡 ##

这时候又有人问了，因为用户访问的入口往往是统一的，入口扛不住怎么办？这就需要使用DNS负载均衡。将同一个域名访问分发到不同的服务区处理。

那么除了上述方案，还有一些，比如CDN, 我们将静态资源放入CDN中加快访问，并且不消耗应用服务器的性能。比如搜索用ES，比如架构设计，微服务架构中将系统进行拆分，每个模块独立部署网关集群化、组件集群化等等的思路。

## 线程池和分布式锁 ##

当然代码方面也有，我们可以通过开多个线程的方式提高系统的处理能力。通过连接池的方式降低数据库的连接。远程调用连接频繁创建的开销。如果遇到同一时刻的请求有资源竞争的情况，也就是说有线程安全的问题，这时候可以使用分布式锁。使用分布式锁是为了适应集群环境。当然有时候锁的方式会影响性能，同样可以使用mq的方式来进行避免锁的使用。

## 总结 ##

缓存、队列、拆分、加钱、池化等等方式。

**参考资料**：[应该如何理解高并发，我提供一个思路，助力大家从容应对面试][Link 1]

[Link 1]: https://www.bilibili.com/video/BV1zT41137xy/?spm_id_from=333.880.my_history.page.click&vd_source=a1af903e57688df870625021f7f3a7eb

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