秒杀、Feeds系统背后的高并发设计方法

后端

2023-01-06 12:31:51

揭秘高并发系统的特点、难点与设计方法

什么是高并发系统？

高并发系统是指能够同时处理大量并发请求的系统。这些请求通常来自不同的用户或设备，并且需要在短时间内得到处理。高并发系统在电子商务、金融科技和社交媒体等领域十分常见。

高并发系统的特点

高并发系统通常具有以下特点：

高并发性： 能够同时处理大量并发请求。
高性能： 能够快速处理并发请求，保证系统正常运行。
高可用性： 能够在长时间运行的情况下保持稳定，并抵御各种故障。

高并发系统的难点

高并发系统的设计和实现面临着以下难点：

并发请求的处理： 如何同时处理大量并发请求，保证请求的处理速度和正确性。
资源的分配： 如何合理分配资源，满足不同请求的处理需求。
系统的稳定性： 如何保证系统在长时间运行的情况下保持稳定，并抵御各种故障。

高并发系统的设计方法

为了解决上述难点，可以采用以下设计方法：

1. 读写分离

将系统中的数据分为读数据和写数据，并使用不同的服务器或数据库来存储和处理这些数据。这样可以减轻单台服务器或数据库的负担，提高系统的性能。

// 读写分离示例代码
@RestController
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/users")
    public List<User> getAllUsers() {
        return userService.getAllUsers(); // 读操作
    }

    @PostMapping("/users")
    public User createUser(@RequestBody User user) {
        return userService.createUser(user); // 写操作
    }
}

2. 负载均衡

将请求均匀地分配到不同的服务器或数据库上，提高系统的处理能力。

// 负载均衡示例代码
@RestController
public class UserController {

    @Autowired
    private List<UserService> userServiceList;

    @GetMapping("/users")
    public List<User> getAllUsers() {
        int index = ThreadLocalRandom.current().nextInt(userServiceList.size());
        return userServiceList.get(index).getAllUsers();
    }
}

3. 缓存

将经常被请求的数据存储在内存中，快速响应这些请求，减少对数据库的访问，提高系统的性能。

// 缓存示例代码
@RestController
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Autowired
    private CacheManager cacheManager;

    @GetMapping("/users")
    public List<User> getAllUsers() {
        List<User> users = cacheManager.get("users");
        if (users == null) {
            users = userService.getAllUsers();
            cacheManager.put("users", users);
        }
        return users;
    }
}

4. 消息队列

将请求存储在队列中，由不同的服务器或数据库来处理这些请求，提高系统的可扩展性，更好地应对突发流量。

// 消息队列示例代码
@RestController
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Autowired
    private MessageQueueService messageQueueService;

    @PostMapping("/users")
    public void createUser(@RequestBody User user) {
        messageQueueService.send(user);
    }

    @EventListener
    public void processUserCreation(User user) {
        userService.createUser(user);
    }
}