架构层面高并发解决方案选择----项目架构模式选择

Web项目，尤为是面向C端的项目，作到中后期每每要解决高并发的问题。本文经过对三种架构的并发性能分析，为这一阶段的开发和重构提供参考。

基本概念

并发：在操做系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。

并发访问：同一时间对系统的访问。

QPS：每秒请求数。日常所谓的高并发是指QPS值。

 PV：综合浏览量（PageView），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。

UV：独立访客（UniqueVisitor），即必定时间范围内相同访客屡次访问网站，只计算为1个独立访客。

系统容量预估

预估步骤：

（1）       注册用户数-日均UV量-每日的PV量-天天的并发量；

（2）       峰值预估：日常量的2~3倍；

（3）       根据并发量（并发，事务数），存储容量计算系统容量。

 

项目需求：3~5年用户数达到1000万注册用户；

 

每秒并发数预估：

（1）       天天的UV为200万（二八原则）；

（2）       每日天天点击浏览30次；

（3）       PV量：200*30=6000万；

（4）       集中访问量：24*0.2=4.8小时会有6000万*0.8=4800万（二八原则）；

（5）       每分并发量：4.8*60=288分钟，每分钟访问4800/288=16.7万（约等于）；

（6）       每秒并发量：16.7万/60=2780（约等于）；

（7）       假设：高峰期为日常值的三倍，则每秒的并发数能够达到8340次。

（8）       1毫秒=1.3次访问；

结论：按一台web服务器，支持每秒1000个并发访问计算。日常须要3台服务器， 高峰期须要9台服务器（不过多考虑硬件和网络条件）。

 

几种Web系统架构模式

(一)       单体式架构

打包、部署后，运行在同一台服务器的同一进程中，功能、代码和数据集中，这样的应用称为单体式架构应用。

单体式架构应用，应从代码以及数据库层面提高并发性能。

 

(二)         集群架构

计算机集群简称”集群”，是一种计算机系统，它经过一组松散集成的计算机软件和/或硬件链接起来高度紧密地协做完成计算工做。在某种意义上，他们能够被看做是一台计算机。集群系统中的单个计算机一般称为节点，一般经过局域网链接，但也有其它的可能链接方式。集群计算机一般用来改进单个计算机的计算速度和/或可靠性。通常状况下集群计算机比单个计算机，工做站或超级计算机性能价格比要高得多。

为了提升性能，当单体式架构应用达到当前服务器硬件极限时，应考虑增长服务器的方式，也就是构建服务器和数据库集群，来提高并发性能。这种架构，在原有的单体式架构基础上增长负载均衡层，将原有的代码部署在多台服务器上，经过负载均衡层分发请求。单体式架构的项目能够平滑升级为集群架构。另外，集群架构还具备如下几个优秀特性。

性价比：几台普通服务器能够胜任价格高昂的单台高性能服务器的工做

可伸缩性：集群系统中的结点数目能够增加到几千个，乃至上万个，其伸缩性远超过单台超级计算机。当服务器负载压力增加的时候，系统可以扩展来知足需求，且不下降服务质量。

高可用性：在硬件和软件上都有冗余，经过检测软硬件的故障，将故障屏蔽，由存活结点提供服务，可实现高可用性。

技术门槛低：相比分布式架构，集群架构的不用考虑多进程通信、分布式事务等棘手问题，技术门槛较低

 

 

 

 

(三)         分布式（微服务）集群架构

分布式（微服务）架构能够实现将整个项目按业务拆分红独立的多个服务（子项目），多个服务能够独立部署。这种架构虽然美好，但结构复杂、技术门槛高、开发运维难度大，不适合中小型项目。

另外，大部分分布式相关技术解决方案和技术文档，包括分布式框架、多进程通讯和分布式事务等，都是亲Java的。虽然不能说其余语言不能作分布式，可是若是你用的不是Java，并且尚未大佬带，仍是不要考虑这种架构了。

 

 

 

小结：

根据上面的系统容量预估分析，单体式架构项目运行在一台普通的服务器上，能够支撑一百万注册用户的1000并发。在考虑集群以前，应先作好代码和数据库层面的性能提高，也就是作到服务器硬件所能容纳并发的极限。

在代码和数据库层面作了足够的优化，用户数接近单服务器支撑极限时，考虑负载均衡加集群的架构进一步提高并发性能，固然有实力的团队能够直接考虑分布式架构。