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php 高并发解决思路解决方案 php 高并发解决思路解决方案,如何应对网站大流量高并发情况 。本文为大家总结了常用的处理方式,但不是细节,后续一系列细节教程给出 。希望大家喜欢 。
一 高并发的概念
在互联网时代,并发 , 高并发通常是指并发访问 。也就是在某个时间点,有多少个访问同时到来 。
二 高并发架构相关概念
1、QPS (每秒查询率) : 每秒钟请求或者查询的数量,在互联网领域,指每秒响应请求数(指 HTTP 请求)
2、PV(Page View):综合浏览量,即页面浏览量或者点击量 , 一个访客在 24 小时内访问的页面数量
--注:同一个人浏览你的网站的同一页面,只记做一次 pv
3、吞吐量(fetches/sec) :单位时间内处理的请求数量 (通常由 QPS 和并发数决定)
4、响应时间:从请求发出到收到响应花费的时间
5、独立访客(UV):一定时间范围内,相同访客多次访问网站,只计算为 1 个独立访客
6、带宽:计算带宽需关注两个指标,峰值流量和页面的平均大小
7、日网站带宽: PV/统计时间(换算到秒) * 平均页面大?。╧b)* 8
三 需要注意点:
1、QPS 不等于并发连接数(QPS 是每秒 HTTP 请求数量,并发连接数是系统同时处理的请求数量)
2、峰值每秒请求数(QPS)= (总 PV 数*80%)/ (六小时秒数*20%)【代表 80%的访问量都集中在 20%的时间内】
3、压力测试: 测试能承受的最大并发数 以及测试最大承受的 QPS 值
4、常用的性能测试工具【ab,wrk , httpload,Web Bench,Siege , Apache JMeter】
四 优化
1、当 QPS 小于 50 时
优化方案:为一般小型网站,不用考虑优化
2、当 QPS 达到 100 时,遇到数据查询瓶颈
优化方案: 数据库缓存层,数据库的负载均衡
3、当 QPS 达到 800 时, 遇到带宽瓶颈
优化方案:CDN 加速,负载均衡
4、当 QPS 达到 1000 时
优化方案: 做 html 静态缓存
5、当 QPS 达到 2000 时
优化方案: 做业务分离,分布式存储
五、高并发解决方案案例:
1、流量优化
防盗链处理(去除恶意请求)
2、前端优化
(1) 减少 HTTP 请求[将 css,js 等合并]
(2) 添加异步请求(先不将所有数据都展示给用户,用户触发某个事件,才会异步请求数据)
(3) 启用浏览器缓存和文件压缩
(4) CDN 加速
(5) 建立独立的图片服务器(减少 I/O)
3、服务端优化
(1) 页面静态化
(2) 并发处理
(3) 队列处理
4、数据库优化
(1) 数据库缓存
(2) 分库分表,分区
(3) 读写分离
(4) 负载均衡
5、web 服务器优化
(1) nginx 反向代理实现负载均衡
(2) lvs 实现负载均衡
PHP + Mysql多个表并行查询如何实现在PHP-FPM处理HTTP请求时,有时会遇到一个请求需要进行多次MySQL查询(在报表类应用中比较常见) 。通常我们会以串行方式查询:
$link = new mysqli();
$rs1 = $link-query('SELECT * FROM table1');
while ($row = $rs1-fetch_row()) { ... }
$rs2 = $link-query('SELECT * FROM table2');
while ($row = $rs2-fetch_row()) { ... }
$rs3 = $link-query('SELECT * FROM table3');
while ($row = $rs3-fetch_row()) { ... }
串行查询方式有个缺点:在MySQL返回数据之前,PHP一直是处于空等的状态 , 不会继续往后执行 。如果数据量大或者查询复杂,MySQL响应可能会比较慢,那么以串行方式查询会有一些延迟 。给用户最直接的感受就是 Loading… 的圈圈一直打转 。
那么有什么办法可以减少查询MySQL的时间?用多进程并行查询不行,因为PHP-FPM 中不允许用 pcntl_fork 一类的调用 。
幸好还有 mysqlnd,mysqlnd提供了类似 stream_select 的机制(见 这篇文章),可以做到在单进程中对MySQL并行查询 。这主要运用了mysqli_poll 和 reap_async_query 两个函数 。
还是通过例子来介绍MySQL并行查询的实施方法 。假设要并行地向MySQL发出10个查询,最基本的代码应该是这样的:
1.$links = [];
2.for ($i = 0; $i !== 10; $i++) {
3.$links[$i] = new mysqli('127.0.0.1', 'user', 'password', 'db1');
4.$links[$i]-query('SELECT SLEEP(1)', MYSQLI_ASYNC);
5.}
6.$allResult = [];
7.while (!empty($links)) {
8.$reads = $links;
9.$errors = $reject = [];
10.if (!mysqli_poll($reads, $errors, $reject, null)) {
11.continue;
12.}
13.foreach ($reads as $read) {
14.$idx = array_search($read, $links, true);
15.$allResult[$idx] = [];
16.$result = $read-reap_async_query();
17.while ($row = $result-fetch_row()) {
18.$allResult[$idx][] = $row;
19.}
20.$read-close();
21.unset($links[$idx]);
22.}
23. }
解释下这段代码的含义:
2~5行 , 同时发起10个MySQL连接,并发出查询
注意query() 的第二个参数带上了 MYSQLI_ASYNC 表示非阻塞查询
10行,使用mysqli_poll 轮询10个连接的查询有无返回
mysqli_poll 的第一个参数$reads是个数组,包含需要轮询那些连接 。mysqli_poll 执行完后 , 会改写$reads,改写后$reads包含的是那些已经有数据返回连接 。
mysqli_poll的第四个参数,控制的是轮询的等待时间,单位是“秒” 。如果像本例当中设置为null,那么mysqli_poll轮询是阻塞的:只有监听的连接中,任意一个连接有数据返回了,mysqli_poll才会返回 。如果等待时间设置为0,那么每次执行mysqli_poll会立即返回 , 外层的while会频繁循环 。
第11~19行,遍历已经有数据返回的连接
reap_async_query和普通query一样,返回的是mysqli_result,可以一行行fetch数据
20~21行,对于已经获得了数据的连接,下次mysqli_poll就不需要再轮询这个连接了,所以关闭连接,并从$links数组删除这个连接
当所有的连接都返回了数据,$links数组空了 , while循环也就终止了 。
使用并行查询的方式 , 可以大大缩短处理HTTP请求的时间,假设本例中的10个SQL查询 , 每个需要执行1秒 。因为是并行,处理所有的查询,也只需要1秒左右 。
php怎么处理高并发以下内容转载自徐汉彬大牛的博客 亿级Web系统搭建——单机到分布式集群
当一个Web系统从日访问量10万逐步增长到1000万,甚至超过1亿的过程中,Web系统承受的压力会越来越大 , 在这个过程中 , 我们会遇到很多的问题 。为了解决这些性能压力带来问题,我们需要在Web系统架构层面搭建多个层次的缓存机制 。在不同的压力阶段,我们会遇到不同的问题,通过搭建不同的服务和架构来解决 。
Web负载均衡
Web负载均衡(Load Balancing),简单地说就是给我们的服务器集群分配“工作任务”,而采用恰当的分配方式,对于保护处于后端的Web服务器来说,非常重要 。
负载均衡的策略有很多 , 我们从简单的讲起哈 。
1. HTTP重定向
当用户发来请求的时候,Web服务器通过修改HTTP响应头中的Location标记来返回一个新的url , 然后浏览器再继续请求这个新url,实际上就是页面重定向 。通过重定向,来达到“负载均衡”的目标 。例如 , 我们在下载PHP源码包的时候,点击下载链接时,为了解决不同国家和地域下载速度的问题,它会返回一个离我们近的下载地址 。重定向的HTTP返回码是302
这个重定向非常容易实现,并且可以自定义各种策略 。但是 , 它在大规模访问量下,性能不佳 。而且,给用户的体验也不好,实际请求发生重定向,增加了网络延时 。
2. 反向代理负载均衡
反向代理服务的核心工作主要是转发HTTP请求,扮演了浏览器端和后台Web服务器中转的角色 。因为它工作在HTTP层(应用层),也就是网络七层结构中的第七层,因此也被称为“七层负载均衡” 。可以做反向代理的软件很多,比较常见的一种是Nginx 。
Nginx是一种非常灵活的反向代理软件,可以自由定制化转发策略,分配服务器流量的权重等 。反向代理中,常见的一个问题,就是Web服务器存储的session数据,因为一般负载均衡的策略都是随机分配请求的 。同一个登录用户的请求 , 无法保证一定分配到相同的Web机器上,会导致无法找到session的问题 。
解决方案主要有两种:
1. 配置反向代理的转发规则,让同一个用户的请求一定落到同一台机器上(通过分析cookie),复杂的转发规则将会消耗更多的CPU,也增加了代理服务器的负担 。
2. 将session这类的信息,专门用某个独立服务来存储,例如redis/memchache,这个方案是比较推荐的 。
反向代理服务 , 也是可以开启缓存的,如果开启了,会增加反向代理的负担,需要谨慎使用 。这种负载均衡策略实现和部署非常简单,而且性能表现也比较好 。但是,它有“单点故障”的问题 , 如果挂了,会带来很多的麻烦 。而且,到了后期Web服务器继续增加 , 它本身可能成为系统的瓶颈 。
3. IP负载均衡
IP负载均衡服务是工作在网络层(修改IP)和传输层(修改端口 , 第四层),比起工作在应用层(第七层)性能要高出非常多 。原理是,他是对IP层的数据包的IP地址和端口信息进行修改,达到负载均衡的目的 。这种方式,也被称为“四层负载均衡” 。常见的负载均衡方式,是LVS(Linux Virtual Server,Linux虚拟服务) , 通过IPVS(IP Virtual Server,IP虚拟服务)来实现 。
在负载均衡服务器收到客户端的IP包的时候,会修改IP包的目标IP地址或端口 , 然后原封不动地投递到内部网络中 , 数据包会流入到实际Web服务器 。实际服务器处理完成后,又会将数据包投递回给负载均衡服务器 , 它再修改目标IP地址为用户IP地址,最终回到客户端 。
上述的方式叫LVS-NAT , 除此之外,还有LVS-RD(直接路由),LVS-TUN(IP隧道),三者之间都属于LVS的方式 , 但是有一定的区别 , 篇幅问题,不赘叙 。
IP负载均衡的性能要高出Nginx的反向代理很多,它只处理到传输层为止的数据包,并不做进一步的组包,然后直接转发给实际服务器 。不过,它的配置和搭建比较复杂 。
4. DNS负载均衡
DNS(Domain Name System)负责域名解析的服务,域名url实际上是服务器的别名,实际映射是一个IP地址 , 解析过程,就是DNS完成域名到IP的映射 。而一个域名是可以配置成对应多个IP的 。因此,DNS也就可以作为负载均衡服务 。
这种负载均衡策略,配置简单,性能极佳 。但是,不能自由定义规则,而且 , 变更被映射的IP或者机器故障时很麻烦,还存在DNS生效延迟的问题 。
5. DNS/GSLB负载均衡
我们常用的CDN(Content Delivery Network,内容分发网络)实现方式,其实就是在同一个域名映射为多IP的基础上更进一步,通过GSLB(Global Server Load Balance,全局负载均衡)按照指定规则映射域名的IP 。一般情况下都是按照地理位置,将离用户近的IP返回给用户,减少网络传输中的路由节点之间的跳跃消耗 。
“向上寻找” , 实际过程是LDNS(Local DNS)先向根域名服务(Root Name Server)获取到顶级根的Name Server(例如.com的),然后得到指定域名的授权DNS , 然后再获得实际服务器IP 。
CDN在Web系统中,一般情况下是用来解决大小较大的静态资源(html/Js/Css/图片等)的加载问题,让这些比较依赖网络下载的内容 , 尽可能离用户更近,提升用户体验 。
例如,我访问了一张imgcache.gtimg.cn上的图片(腾讯的自建CDN,不使用qq.com域名的原因是防止http请求的时候,带上了多余的cookie信息),我获得的IP是183.60.217.90 。
这种方式,和前面的DNS负载均衡一样,不仅性能极佳,而且支持配置多种策略 。但是,搭建和维护成本非常高 。互联网一线公司,会自建CDN服务 , 中小型公司一般使用第三方提供的CDN 。
Web系统的缓存机制的建立和优化
刚刚我们讲完了Web系统的外部网络环境 , 现在我们开始关注我们Web系统自身的性能问题 。我们的Web站点随着访问量的上升,会遇到很多的挑战,解决这些问题不仅仅是扩容机器这么简单,建立和使用合适的缓存机制才是根本 。
最开始 , 我们的Web系统架构可能是这样的,每个环节 , 都可能只有1台机器 。
我们从最根本的数据存储开始看哈 。
一、 MySQL数据库内部缓存使用
MySQL的缓存机制,就从先从MySQL内部开始 , 下面的内容将以最常见的InnoDB存储引擎为主 。
1. 建立恰当的索引
最简单的是建立索引,索引在表数据比较大的时候,起到快速检索数据的作用,但是成本也是有的 。首先,占用了一定的磁盘空间,其中组合索引最突出,使用需要谨慎,它产生的索引甚至会比源数据更大 。其次,建立索引之后的数据insert/update/delete等操作,因为需要更新原来的索引,耗时会增加 。当然,实际上我们的系统从总体来说,是以select查询操作居多,因此,索引的使用仍然对系统性能有大幅提升的作用 。
2. 数据库连接线程池缓存
如果,每一个数据库操作请求都需要创建和销毁连接的话,对数据库来说,无疑也是一种巨大的开销 。为了减少这类型的开销,可以在MySQL中配置thread_cache_size来表示保留多少线程用于复用 。线程不够的时候,再创建,空闲过多的时候,则销毁 。
其实 , 还有更为激进一点的做法,使用pconnect(数据库长连接),线程一旦创建在很长时间内都保持着 。但是,在访问量比较大,机器比较多的情况下,这种用法很可能会导致“数据库连接数耗尽”,因为建立连接并不回收,最终达到数据库的max_connections(最大连接数) 。因此,长连接的用法通常需要在CGI和MySQL之间实现一个“连接池”服务,控制CGI机器“盲目”创建连接数 。
建立数据库连接池服务,有很多实现的方式,PHP的话,我推荐使用swoole(PHP的一个网络通讯拓展)来实现 。
3. Innodb缓存设置(innodb_buffer_pool_size)
innodb_buffer_pool_size这是个用来保存索引和数据的内存缓存区 , 如果机器是MySQL独占的机器,一般推荐为机器物理内存的80% 。在取表数据的场景中,它可以减少磁盘IO 。一般来说,这个值设置越大,cache命中率会越高 。
4. 分库/分表/分区 。
MySQL数据库表一般承受数据量在百万级别,再往上增长,各项性能将会出现大幅度下降,因此,当我们预见数据量会超过这个量级的时候,建议进行分库/分表/分区等操作 。最好的做法 , 是服务在搭建之初就设计为分库分表的存储模式,从根本上杜绝中后期的风险 。不过,会牺牲一些便利性,例如列表式的查询,同时,也增加了维护的复杂度 。不过,到了数据量千万级别或者以上的时候 , 我们会发现,它们都是值得的 。
二、 MySQL数据库多台服务搭建
1台MySQL机器 , 实际上是高风险的单点,因为如果它挂了,我们Web服务就不可用了 。而且,随着Web系统访问量继续增加 , 终于有一天 , 我们发现1台MySQL服务器无法支撑下去 , 我们开始需要使用更多的MySQL机器 。当引入多台MySQL机器的时候,很多新的问题又将产生 。
1. 建立MySQL主从,从库作为备份
这种做法纯粹为了解决“单点故障”的问题,在主库出故障的时候,切换到从库 。不过,这种做法实际上有点浪费资源,因为从库实际上被闲着了 。
2. MySQL读写分离,主库写,从库读 。
两台数据库做读写分离,主库负责写入类的操作,从库负责读的操作 。并且 , 如果主库发生故障,仍然不影响读的操作,同时也可以将全部读写都临时切换到从库中(需要注意流量,可能会因为流量过大,把从库也拖垮) 。
3. 主主互备 。
两台MySQL之间互为彼此的从库,同时又是主库 。这种方案 , 既做到了访问量的压力分流,同时也解决了“单点故障”问题 。任何一台故障 , 都还有另外一套可供使用的服务 。
不过 , 这种方案 , 只能用在两台机器的场景 。如果业务拓展还是很快的话,可以选择将业务分离,建立多个主主互备 。
三、 MySQL数据库机器之间的数据同步
每当我们解决一个问题,新的问题必然诞生在旧的解决方案上 。当我们有多台MySQL , 在业务高峰期,很可能出现两个库之间的数据有延迟的场景 。并且,网络和机器负载等,也会影响数据同步的延迟 。我们曾经遇到过,在日访问量接近1亿的特殊场景下,出现,从库数据需要很多天才能同步追上主库的数据 。这种场景下 , 从库基本失去效用了 。
于是,解决同步问题 , 就是我们下一步需要关注的点 。
1. MySQL自带多线程同步
MySQL5.6开始支持主库和从库数据同步 , 走多线程 。但是,限制也是比较明显的,只能以库为单位 。MySQL数据同步是通过binlog日志,主库写入到binlog日志的操作,是具有顺序的,尤其当SQL操作中含有对于表结构的修改等操作 , 对于后续的SQL语句操作是有影响的 。因此,从库同步数据,必须走单进程 。
2. 自己实现解析binlog,多线程写入 。
以数据库的表为单位,解析binlog多张表同时做数据同步 。这样做的话,的确能够加快数据同步的效率,但是,如果表和表之间存在结构关系或者数据依赖的话,则同样存在写入顺序的问题 。这种方式,可用于一些比较稳定并且相对独立的数据表 。
国内一线互联网公司,大部分都是通过这种方式,来加快数据同步效率 。还有更为激进的做法,是直接解析binlog , 忽略以表为单位,直接写入 。但是这种做法,实现复杂,使用范围就更受到限制 , 只能用于一些场景特殊的数据库中(没有表结构变更 , 表和表之间没有数据依赖等特殊表) 。
四、 在Web服务器和数据库之间建立缓存
实际上,解决大访问量的问题 , 不能仅仅着眼于数据库层面 。根据“二八定律”,80%的请求只关注在20%的热点数据上 。因此,我们应该建立Web服务器和数据库之间的缓存机制 。这种机制 , 可以用磁盘作为缓存 , 也可以用内存缓存的方式 。通过它们,将大部分的热点数据查询,阻挡在数据库之前 。
1. 页面静态化
用户访问网站的某个页面 , 页面上的大部分内容在很长一段时间内,可能都是没有变化的 。例如一篇新闻报道,一旦发布几乎是不会修改内容的 。这样的话 , 通过CGI生成的静态html页面缓存到Web服务器的磁盘本地 。除了第一次,是通过动态CGI查询数据库获取之外,之后都直接将本地磁盘文件返回给用户 。
在Web系统规模比较小的时候,这种做法看似完美 。但是 , 一旦Web系统规模变大,例如当我有100台的Web服务器的时候 。那样这些磁盘文件 , 将会有100份,这个是资源浪费 , 也不好维护 。这个时候有人会想,可以集中一台服务器存起来,呵呵,不如看看下面一种缓存方式吧 , 它就是这样做的 。
2. 单台内存缓存
通过页面静态化的例子中,我们可以知道将“缓存”搭建在Web机器本机是不好维护的 , 会带来更多问题(实际上,通过PHP的apc拓展,可通过Key/value操作Web服务器的本机内存) 。因此,我们选择搭建的内存缓存服务,也必须是一个独立的服务 。
内存缓存的选择,主要有redis/memcache 。从性能上说,两者差别不大,从功能丰富程度上说,Redis更胜一筹 。
3. 内存缓存集群
当我们搭建单台内存缓存完毕,我们又会面临单点故障的问题,因此,我们必须将它变成一个集群 。简单的做法,是给他增加一个slave作为备份机器 。但是,如果请求量真的很多,我们发现cache命中率不高,需要更多的机器内存呢?因此,我们更建议将它配置成一个集群 。例如,类似redis cluster 。
Redis cluster集群内的Redis互为多组主从,同时每个节点都可以接受请求 , 在拓展集群的时候比较方便 。客户端可以向任意一个节点发送请求,如果是它的“负责”的内容,则直接返回内容 。否则,查找实际负责Redis节点 , 然后将地址告知客户端,客户端重新请求 。
对于使用缓存服务的客户端来说 , 这一切是透明的 。
内存缓存服务在切换的时候,是有一定风险的 。从A集群切换到B集群的过程中,必须保证B集群提前做好“预热”(B集群的内存中的热点数据,应该尽量与A集群相同,否则,切换的一瞬间大量请求内容,在B集群的内存缓存中查找不到,流量直接冲击后端的数据库服务 , 很可能导致数据库宕机) 。
4. 减少数据库“写”
上面的机制,都实现减少数据库的“读”的操作,但是,写的操作也是一个大的压力 。写的操作,虽然无法减少,但是可以通过合并请求,来起到减轻压力的效果 。这个时候,我们就需要在内存缓存集群和数据库集群之间,建立一个修改同步机制 。
先将修改请求生效在cache中 , 让外界查询显示正常,然后将这些sql修改放入到一个队列中存储起来,队列满或者每隔一段时间,合并为一个请求到数据库中更新数据库 。
除了上述通过改变系统架构的方式提升写的性能外,MySQL本身也可以通过配置参数innodb_flush_log_at_trx_commit来调整写入磁盘的策略 。如果机器成本允许,从硬件层面解决问题,可以选择老一点的RAID(Redundant Arrays of independent Disks,磁盘列阵)或者比较新的SSD(Solid State Drives,固态硬盘) 。
5. NoSQL存储
不管数据库的读还是写,当流量再进一步上涨 , 终会达到“人力有穷时”的场景 。继续加机器的成本比较高,并且不一定可以真正解决问题的时候 。这个时候,部分核心数据,就可以考虑使用NoSQL的数据库 。NoSQL存储,大部分都是采用key-value的方式,这里比较推荐使用上面介绍过Redis,Redis本身是一个内存cache,同时也可以当做一个存储来使用 , 让它直接将数据落地到磁盘 。
这样的话,我们就将数据库中某些被频繁读写的数据,分离出来,放在我们新搭建的Redis存储集群中,又进一步减轻原来MySQL数据库的压力,同时因为Redis本身是个内存级别的Cache,读写的性能都会大幅度提升 。
国内一线互联网公司,架构上采用的解决方案很多是类似于上述方案,不过 , 使用的cache服务却不一定是Redis , 他们会有更丰富的其他选择,甚至根据自身业务特点开发出自己的NoSQL服务 。
6. 空节点查询问题
当我们搭建完前面所说的全部服务,认为Web系统已经很强的时候 。我们还是那句话,新的问题还是会来的 。空节点查询,是指那些数据库中根本不存在的数据请求 。例如 , 我请求查询一个不存在人员信息,系统会从各级缓存逐级查找,最后查到到数据库本身 , 然后才得出查找不到的结论,返回给前端 。因为各级cache对它无效,这个请求是非常消耗系统资源的 , 而如果大量的空节点查询,是可以冲击到系统服务的 。
在我曾经的工作经历中,曾深受其害 。因此 , 为了维护Web系统的稳定性,设计适当的空节点过滤机制,非常有必要 。
我们当时采用的方式,就是设计一张简单的记录映射表 。将存在的记录存储起来,放入到一台内存cache中,这样的话,如果还有空节点查询,则在缓存这一层就被阻挡了 。
异地部署(地理分布式)
完成了上述架构建设之后,我们的系统是否就已经足够强大了呢?答案当然是否定的哈,优化是无极限的 。Web系统虽然表面上看 , 似乎比较强大了 , 但是给予用户的体验却不一定是最好的 。因为东北的同学,访问深圳的一个网站服务,他还是会感到一些网络距离上的慢 。这个时候,我们就需要做异地部署,让Web系统离用户更近 。
一、 核心集中与节点分散
有玩过大型网游的同学都会知道,网游是有很多个区的,一般都是按照地域来分,例如广东专区 , 北京专区 。如果一个在广东的玩家 , 去北京专区玩,那么他会感觉明显比在广东专区卡 。实际上,这些大区的名称就已经说明了,它的服务器所在地 , 所以,广东的玩家去连接地处北京的服务器,网络当然会比较慢 。
当一个系统和服务足够大的时候,就必须开始考虑异地部署的问题了 。让你的服务,尽可能离用户更近 。我们前面已经提到了Web的静态资源,可以存放在CDN上,然后通过DNS/GSLB的方式,让静态资源的分散“全国各地” 。但是,CDN只解决的静态资源的问题,没有解决后端庞大的系统服务还只集中在某个固定城市的问题 。
这个时候 , 异地部署就开始了 。异地部署一般遵循:核心集中,节点分散 。
· 核心集中:实际部署过程中,总有一部分的数据和服务存在不可部署多套,或者部署多套成本巨大 。而对于这些服务和数据,就仍然维持一套,而部署地点选择一个地域比较中心的地方,通过网络内部专线来和各个节点通讯 。
· 节点分散:将一些服务部署为多套 , 分布在各个城市节点,让用户请求尽可能选择近的节点访问服务 。
例如,我们选择在上海部署为核心节点 , 北京,深圳,武汉,上海为分散节点(上海自己本身也是一个分散节点) 。我们的服务架构如图:
需要补充一下的是 , 上图中上海节点和核心节点是同处于一个机房的,其他分散节点各自独立机房 。
国内有很多大型网游,都是大致遵循上述架构 。它们会把数据量不大的用户核心账号等放在核心节点,而大部分的网游数据 , 例如装备、任务等数据和服务放在地区节点里 。当然,核心节点和地域节点之间 , 也有缓存机制 。
二、 节点容灾和过载保护
节点容灾是指,某个节点如果发生故障时,我们需要建立一个机制去保证服务仍然可用 。毫无疑问 , 这里比较常见的容灾方式,是切换到附近城市节点 。假如系统的天津节点发生故障,那么我们就将网络流量切换到附近的北京节点上 。考虑到负载均衡,可能需要同时将流量切换到附近的几个地域节点 。另一方面,核心节点自身也是需要自己做好容灾和备份的 , 核心节点一旦故障 , 就会影响全国服务 。
过载保护,指的是一个节点已经达到最大容量,无法继续接接受更多请求了 , 系统必须有一个保护的机制 。一个服务已经满负载 , 还继续接受新的请求,结果很可能就是宕机 , 影响整个节点的服务,为了至少保障大部分用户的正常使用,过载保护是必要的 。
解决过载保护,一般2个方向:
· 拒绝服务,检测到满负载之后 , 就不再接受新的连接请求 。例如网游登入中的排队 。
· 分流到其他节点 。这种的话,系统实现更为复杂,又涉及到负载均衡的问题 。
小结
Web系统会随着访问规模的增长,渐渐地从1台服务器可以满足需求,一直成长为“庞然大物”的大集群 。而这个Web系统变大的过程,实际上就是我们解决问题的过程 。在不同的阶段,解决不同的问题,而新的问题又诞生在旧的解决方案之上 。
系统的优化是没有极限的,软件和系统架构也一直在快速发展,新的方案解决了老的问题 , 同时也带来新的挑战 。
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