文件名称：开涛高可用高并发-亿级流量核心技术
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更新时间：2021-04-11 09:33:05
亿级流量 开涛 高可用 高并发 分布式
第1部分概述 1 1 交易型系统设计的一些原则 2 1.1 高并发原则 3 1.1.1 无状态 3 1.1.2 拆分 3 1.1.3 服务化 4 1.1.4 消息队列 4 1.1.5 数据异构 6 1.1.6 缓存银弹 7 1.1.7 并发化 9 1.2 高可用原则 10 1.2.1 降级 10 1.2.2 限流 11 1.2.3 切流量 12 1.2.4 可回滚 12 1.3 业务设计原则 12 1.3.1 防重设计 13 1.3.2 幂等设计 13 1.3.3 流程可定义 13 1.3.4 状态与状态机 13 1.3.5 后台系统操作可反馈 14 1.3.6 后台系统审批化 14 1.3.7 文档和注释 14 1.3.8 备份 14 1.4 总结 14 第2部分高可用 17 2 负载均衡与反向代理 18 2.1 upstream配置 20 2.2 负载均衡算法 21 2.3 失败重试 23 2.4 健康检查 24 2.4.1 TCP心跳检查 24 2.4.2 HTTP心跳检查 25 2.5 其他配置 25 2.5.1 域名上游服务器 25 2.5.2 备份上游服务器 26 2.5.3 不可用上游服务器 26 2.6 长连接 26 2.7 HTTP反向代理示例 29 2.8 HTTP动态负载均衡 30 2.8.1 Consul+Consul-template 31 2.8.2 Consul+OpenResty 35 2.9 Nginx四层负载均衡 39 2.9.1 静态负载均衡 39 2.9.2 动态负载均衡 41 参考资料 42 3 隔离术 43 3.1 线程隔离 43 3.2 进程隔离 45 3.3 集群隔离 45 3.4 机房隔离 46 3.5 读写隔离 47 3.6 动静隔离 48 3.7 爬虫隔离 49 3.8 热点隔离 50 3.9 资源隔离 50 3.10 使用Hystrix实现隔离 51 3.10.1 Hystrix简介 51 3.10.2 隔离示例 52 3.11 基于Servlet 3实现请求隔离 56 3.11.1 请求解析和业务处理线程池分离 57 3.11.2 业务线程池隔离 58 3.11.3 业务线程池监控/运维/降级 58 3.11.4 如何使用Servlet 3异步化 59 3.11.5 一些Servlet 3异步化压测数据 64 4 限流详解 66 4.1 限流算法 67 4.1.1 令牌桶算法 67 4.1.2 漏桶算法 68 4.2 应用级限流 69 4.2.1 限流总并发/连接/请求数 69 4.2.2 限流总资源数 70 4.2.3 限流某个接口的总并发/请求数 70 4.2.4 限流某个接口的时间窗请求数 70 4.2.5 平滑限流某个接口的请求数 71 4.3 分布式限流 75 4.3.1 Redis+Lua实现 76 4.3.2 Nginx+Lua实现 77 4.4 接入层限流 78 4.4.1 ngx_http_limit_conn_module 78 4.4.2 ngx_http_limit_req_module 80 4.4.3 lua-resty-limit-traffic 88 4.5 节流 90 4.5.1 throttleFirst/throttleLast 90 4.5.2 throttleWithTimeout 91 参考资料 92 5 降级特技 93 5.1 降级预案 93 5.2 自动开关降级 95 5.2.1 超时降级 95 5.2.2 统计失败次数降级 95 5.2.3 故障降级 95 5.2.4 限流降级 95 5.3 人工开关降级 96 5.4 读服务降级 96 5.5 写服务降级 97 5.6 多级降级 98 5.7 配置中心 100 5.7.1 应用层API封装 100 5.7.2 配置文件实现开关配置 101 5.7.3 配置中心实现开关配置 102 5.8 使用Hystrix实现降级 106 5.9 使用Hystrix实现熔断 108 5.9.1 熔断机制实现 108 5.9.2 配置示例 112 5.9.3 采样统计 113 6 超时与重试机制 117 6.1 简介 117 6.2 代理层超时与重试 119 6.2.1 Nginx 119 6.2.2 Twemproxy 126 6.3 Web容器超时 127 6.4 中间件客户端超时与重试 127 6.5 数据库客户端超时 131 6.6 NoSQL客户端超时 134 6.7 业务超时 135 6.8 前端Ajax超时 135 6.9 总结 136 6.10 参考资料 137 7 回滚机制 139 7.1 事务回滚 139 7.2 代码库回滚 140 7.3 部署版本回滚 141 7.4 数据版本回滚 142 7.5 静态资源版本回滚 143 8 压测与预案 145 8.1 系统压测 145 8.1.1 线下压测 146 8.1.2 线上压测 146 8.2 系统优化和容灾 147 8.3 应急预案 148 第3部分高并发 153 9 应用级缓存 154 9.1 缓存简介 154 9.2 缓存命中率 155 9.3 缓存回收策略 155 9.3.1 基于空间 155 9.3.2 基于容量 155 9.3.3 基于时间 155 9.3.4 基于Java对象引用 156 9.3.5 回收算法 156 9.4 Java缓存类型 156 9.4.1 堆缓存 158 9.4.2 堆外缓存 162 9.4.3 磁盘缓存 162 9.4.4 分布式缓存 164 9.4.5 多级缓存 166 9.5 应用级缓存示例 167 9.5.1 多级缓存API封装 167 9.5.2 NULL Cache 170 9.5.3 强制获取最新数据 170 9.5.4 失败统计 171 9.5.5 延迟报警 171 9.6 缓存使用模式实践 172 9.6.1 Cache-Aside 173 9.6.2 Cache-As-SoR 174 9.6.3 Read-Through 174 9.6.4 Write-Through 176 9.6.5 Write-Behind 177 9.6.6 Copy Pattern 181 9.7 性能测试 181 9.8 参考资料 182 10 HTTP缓存 183 10.1 简介 183 10.2 HTTP缓存 184 10.2.1 Last-Modified 184 10.2.2 ETag 190 10.2.3 总结 192 10.3 HttpClient客户端缓存 192 10.3.1 主流程 195 10.3.2 清除无效缓存 195 10.3.3 查找缓存 196 10.3.4 缓存未命中 198 10.3.5 缓存命中 198 10.3.6 缓存内容陈旧需重新验证 202 10.3.7 缓存内容无效需重新执行请求 205 10.3.8 缓存响应 206 10.3.9 缓存头总结 207 10.4 Nginx HTTP缓存设置 208 10.4.1 expires 208 10.4.2 if-modified-since 209 10.4.3 nginx proxy_pass 209 10.5 Nginx代理层缓存 212 10.5.1 Nginx代理层缓存配置 212 10.5.2 清理缓存 215 10.6 一些经验 216 参考资料 217 11 多级缓存 218 11.1 多级缓存介绍 218 11.2 如何缓存数据 220 11.2.1 过期与不过期 220 11.2.2 维度化缓存与增量缓存 221 11.2.3 大Value缓存 221 11.2.4 热点缓存 221 11.3 分布式缓存与应用负载均衡 222 11.3.1 缓存分布式 222 11.3.2 应用负载均衡 222 11.4 热点数据与更新缓存 223 11.4.1 单机全量缓存+主从 223 11.4.2 分布式缓存+应用本地热点 224 11.5 更新缓存与原子性 225 11.6 缓存崩溃与快速修复 226 11.6.1 取模 226 11.6.2 一致性哈希 226 11.6.3 快速恢复 226 12 连接池线程池详解 227 12.1 数据库连接池 227 12.1.1 DBCP连接池配置 228 12.1.2 DBCP配置建议 233 12.1.3 数据库驱动超时实现 234 12.1.4 连接池使用的一些建议 235 12.2 HttpClient连接池 236 12.2.1 HttpClient 4.5.2配置 236 12.2.2 HttpClient连接池源码分析 240 12.2.3 HttpClient 4.2.3配置 241 12.2.4 问题示例 243 12.3 线程池 244 12.3.1 Java线程池 245 12.3.2 Tomcat线程池配置 248 13 异步并发实战 250 13.1 同步阻塞调用 251 13.2 异步Future 252 13.3 异步Callback 253 13.4 异步编排CompletableFuture 254 13.5 异步Web服务实现 257 13.6 请求缓存 259 13.7 请求合并 261 14 如何扩容 266 14.1 单体应用垂直扩容 267 14.2 单体应用水平扩容 267 14.3 应用拆分 268 14.4 数据库拆分 271 14.5 数据库分库分表示例 275 14.5.1 应用层还是中间件层 275 14.5.2 分库分表策略 277 14.5.3 使用sharding-jdbc分库分表 279 14.5.4 sharding-jdbc分库分表配置 279 14.5.5 使用sharding-jdbc读写分离 283 14.6 数据异构 284 14.6.1 查询维度异构 284 14.6.2 聚合数据异构 285 14.7 任务系统扩容 285 14.7.1 简单任务 285 14.7.2 分布式任务 287 14.7.3 Elastic-Job简介 287 14.7.4 Elastic-Job-Lite功能与架构 287 14.7.5 Elastic-Job-Lite示例 288 15 队列术 295 15.1 应用场景 295 15.2 缓冲队列 296 15.3 任务队列 297 15.4 消息队列 297 15.5 请求队列 299 15.6 数据总线队列 300 15.7 混合队列 301 15.8 其他队列 302 15.9 Disruptor+Redis队列 303 15.9.1 简介 303 15.9.2 XML配置 304 15.9.3 EventWorker 305 15.9.4 EventPublishThread 307 15.9.5 EventHandler 308 15.9.6 EventQueue 308 15.10 下单系统水平可扩展架构 311 15.10.1 下单服务 313 15.10.2 同步Worker 313 15.11 基于Canal实现数据异构 314 15.11.1 Mysql主从复制 315 15.11.2 Canal简介 316 15.11.3 Canal示例 318 第4部分案例 323 16 构建需求响应式亿级商品详情页 324 16.1 商品详情页是什么 324 16.2 商品详情页前端结构 325 16.3 我们的性能数据 327 16.4 单品页流量特点 327 16.5 单品页技术架构发展 327 16.5.1 架构1.0 328 16.5.2 架构2.0 328 16.5.3 架构3.0 330 16.6 详情页架构设计原则 332 16.6.1 数据闭环 332 16.6.2 数据维度化 333 16.6.3 拆分系统 334 16.6.4 Worker无状态化+任务化 334 16.6.5 异步化+并发化 335 16.6.6 多级缓存化 335 16.6.7 动态化 336 16.6.8 弹性化 336 16.6.9 降级开关 336 16.6.10 多机房多活 337 16.6.11 多种压测方案 338 16.7 遇到的一些坑和问题 339 16.7.1 SSD性能差 339 16.7.2 键值存储选型压测 340 16.7.3 数据量大时JIMDB同步不动 342 16.7.4 切换主从 342 16.7.5 分片配置 342 16.7.6 模板元数据存储HTML 342 16.7.7 库存接口访问量600w/分钟 343 16.7.8 微信接口调用量暴增 344 16.7.9 开启Nginx Proxy Cache性能不升反降 344 16.7.10 配送至读服务因依赖太多，响应时间偏慢 344 16.7.11 网络抖动时，返回502错误 346 16.7.12 机器流量太大 346 16.8 其他 347 17 京东商品详情页服务闭环实践 348 17.1 为什么需要统一服务 348 17.2 整体架构 349 17.3 一些架构思路和总结 350 17.3.1 两种读服务架构模式 351 17.3.2 本地缓存 352 17.3.3 多级缓存 353 17.3.4 统一入口/服务闭环 354 17.4 引入Nginx接入层 354 17.4.1 数据校验/过滤逻辑前置 354 17.4.2 缓存前置 355 17.4.3 业务逻辑前置 355 17.4.4 降级开关前置 355 17.4.5 AB测试 356 17.4.6 灰度发布/流量切换 356 17.4.7 监控服务质量 356 17.4.8 限流 356 17.5 前端业务逻辑后置 356 17.6 前端接口服务端聚合 357 17.7 服务隔离 359 18 使用OpenResty开发高性能Web应用 360 18.1 OpenResty简介 361 18.1.1 Nginx优点 361 18.1.2 Lua的优点 361 18.1.3 什么是ngx_lua 361 18.1.4 开发环境 362 18.1.5 OpenResty生态 362 18.1.6 场景 362 18.2 基于OpenResty的常用架构模式 363 18.2.1 负载均衡 363 18.2.2 单机闭环 364 18.2.3 分布式闭环 367 18.2.4 接入网关 368 18.2.5 核心接入Nginx功能 369 18.2.6 业务Nginx功能 369 18.2.7 Web应用 370 18.3 如何使用OpenResty开发Web应用 371 18.3.1 项目搭建 371 18.3.2 启停脚本 372 18.3.3 配置文件 372 18.3.4 nginx.conf配置文件 373 18.3.5 Nginx项目配置文件 373 18.3.6 业务代码 374 18.3.7 模板 374 18.3.8 公共Lua库 375 18.3.9 功能开发 375 18.4 基于OpenResty的常用功能总结 375 18.5 一些问题 376 19 应用数据静态化架构高性能单页Web应用 377 19.1 整体架构 378 19.1.1 CMS系统 379 19.1.2 前端展示系统 380 19.1.3 控制系统 380 19.2 数据和模板动态化 381 19.3 多版本机制 381 19.4 异常问题 382 20 使用OpenResty开发Web服务 383 20.1 架构 383 20.2 单DB架构 384 20.2.1 DB+Cache/数据库读写分离架构 384 20.2.2 OpenResty+Local Redis+Mysql集群架构 385 20.2.3 OpenResty+Redis集群+Mysql集群架构 386 20.3 实现 387 20.3.1 后台逻辑 388 20.3.2 前台逻辑 388 20.3.3 项目搭建 389 20.3.4 Redis+Twemproxy配置 389 20.3.5 Mysql+Atlas配置 390 20.3.6 Java+Tomcat安装 394 20.3.7 Java+Tomcat逻辑开发 395 20.3.8 Nginx+Lua逻辑开发 401 21 使用OpenResty开发商品详情页 405 21.1 技术选型 407 21.2 核心流程 408 21.3 项目搭建 408 21.4 数据存储实现 410 21.4.1 商品基本信息SSDB集群配置 410 21.4.2 商品介绍SSDB集群配置 413 21.4.3 其他信息Redis配置 417 21.4.4 集群测试 418 21.4.5 Twemproxy配置 419 21.5 动态服务实现 422 21.5.1 项目搭建 422 21.5.2 项目依赖 422 21.5.3 核心代码 423 21.5.4 基本信息服务 424 21.5.5 商品介绍服务 426 21.5.6 其他信息服务 426 21.5.7 辅助工具 427 21.5.8 web.xml配置 428 21.5.9 打WAR包 428 21.5.10 配置Tomcat 428 21.5.11 测试 429 21.5.12 Nginx配置 429 21.5.13 绑定hosts测试 430 21.6 前端展示实现 430 21.6.1 基础组件 430 21.6.2 商品介绍 432 21.6.4 前端展示 434 21.6.5 测试 442
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