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處理高並發的緩存

發布時間: 2022-12-11 10:37:35

㈠ 如何解決高並發場景下,緩存冷啟動導致mysql負載過高,甚至瞬間被打死的問題

由於mysql是一個連接給一個線程,當並發高的時候,每秒需要幾百個甚至更多的線程,其中創建和銷毀線程還好說,大不了多耗費點內存,線程緩存命中率下降還有創建銷毀線程的性能增加問題---這個問題不是特別大,重點是mysql底層瞬間處理這幾百個線程提交的sql(有時候一個頁面會有10多條sql,cpu一次只能處理一條sql)會導致cpu的上下文切換,性能抖動,然後性能下降。

㈡ 高性能高並發網站架構,教你搭建Redis5緩存集群

一、Redis集群介紹

Redis真的是一個優秀的技術,它是一種key-value形式的NoSQL內存資料庫,由ANSI C編寫,遵守BSD協議、支持網路、可基於內存亦可持久化的日誌型、Key-Value資料庫,並提供多種語言的API。 Redis最大的特性是它會將所有數據都放在內存中,所以讀寫速度性能非常好。Redis是基於內存進行操作的,性能較高,可以很好的在一定程度上解決網站一瞬間的並發量,例如商品搶購秒殺等活動。

網站承受高並發訪問壓力的同時,還需要從海量數據中查詢出滿足條件的數據,需要快速響應,前端發送請求、後端和mysql資料庫交互,進行sql查詢操作,讀寫比較慢,這時候引入Redis ,把從mysql 的數據緩存到Redis 中,下次讀取時候性能就會提高;當然,它也支持將內存中的數據以快照和日誌的形式持久化到硬碟,這樣即使在斷電、機器故障等異常情況發生時數據也不會丟失,Redis能從硬碟中恢復快照數據到內存中。

Redis 發布了穩定版本的 5.0 版本,放棄 Ruby的集群方式,改用 C語言編寫的 redis-cli的方式,是集群的構建方式復雜度大大降低。Redis-Cluster集群採用無中心結構,每個節點保存數據和整個集群狀態,每個節點都和其他所有節點連接。

為了保證數據的高可用性,加入了主從模式,一個主節點對應一個或多個從節點,主節點提供數據存取,從節點則是從主節點拉取數據備份,當這個主節點掛掉後,就會有這個從節點選取一個來充當主節點,從而保證集群不會掛掉。

redis-cluster投票:容錯,投票過程是集群中所有master參與,如果半數以上master節點與master節點通信超過(cluster-node-timeout),認為當前master節點掛掉。

集群中至少應該有奇數個節點,所以至少有三個節點,每個節點至少有一個備份節點,所以下面使用6節點(主節點、備份節點由redis-cluster集群確定)。6個節點分布在一台機器上,採用三主三從的模式。實際應用中,最好用多台機器,比如說6個節點分布到3台機器上,redis在建立集群時為自動的將主從節點進行不同機器的分配。

二、單機redis模式

下載源碼redis5.0並解壓編譯

wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.0.tar.gz

tar xzf redis-5.0.0.tar.gz

cd redis-5.0.0

make

redis前端啟動需要改成後台啟動.

修改redis.conf文件,將daemonize no -> daemonize yes

vim redis.conf

啟動redis

/www/server/redis/src/redis-server /www/server/redis/redis.conf

查看redis是否在運行

ps aux|grep redis

現在是單機redis模式完成。

三、redis集群模式:

1.創建6個Redis配置文件

cd /usr/local/

mkdir redis_cluster //創建集群目錄

cd redis_cluster

mkdir 7000 7001 7002 7003 7004 7005//分別代表6個節點

其對應埠 7000 7001 7002 70037004 7005

2.復制配置文件到各個目錄

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7000/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7001/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7002/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7003/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7004/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7005/

3.分別修改配置文件

vim /usr/local/redis_cluster/7000/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7001/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7002/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7003/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7004/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7005/redis.conf

如下

port 7000 #埠

cluster-enabled yes #啟用集群模式

cluster-config-file nodes_7000.conf #集群的配置 配置文件首次啟動自動生成

cluster-node-timeout 5000 #超時時間 5秒

appendonly yes #aof日誌開啟 它會每次寫操作都記錄一條日誌

daemonize yes #後台運行

protected-mode no #非保護模式

pidfile /var/run/redis_7000.pid

//下面可以不寫

#若設置密碼,master和slave需同時配置下面兩個參數:

masterauth "jijiji" #連接master的密碼

requirepass "jijiji" #自己的密碼

cluster-config-file,port,pidfile對應數字

4.啟動節點

cd /www/server/redis/src/

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7000/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7001/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7002/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7003/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7004/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7005/redis.conf

查看redis運行

ps aux|grep redis

5.啟動集群

/www/server/redis/src/redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 --cluster-replicas 1

這里使用的命令是create,因為我們要創建一個新的集群。 該選項--cluster-replicas 1意味著我們希望每個創建的主伺服器都有一個從服。

輸入yes

至此,Reids5 集群搭建完成。

6.檢查Reids5集群狀態

可以執行redis-cli --cluster check host:port檢查集群狀態slots詳細分配。

redis-cli --cluster info 127.0.0.1:7000

7.停止Reids5集群

(1).因為Redis可以妥善處理SIGTERM信號,所以直接kill -9也是可以的,可以同時kill多個,然後再依次啟動。

kill -9 PID PID PID

(2).redis5 提供了關閉集群的工具,修改文件: /www/server/redis/utils/create-cluster/create-cluster

埠PROT設置為6999,NODES為6,工具會生成 7000-7005 六個節點 用於操作。

修改後,執行如下命令關閉集群:

/www/server/redis/utils/create-cluster/create-cluster stop

重新啟動集群:

/www/server/redis/utils/create-cluster/create-cluster start

8.幫助信息

執行redis-cli --cluster help,查看更多幫助信息

redis-cli --cluster help

吉海波

㈢ 分布式緩存主要用在高並發環境下的作用

分布式緩存主要用在高並發環境下,減輕資料庫的壓力,提高系統的響應速度和並發吞吐。當大量的讀、寫請求湧向資料庫時,磁碟的處理速度與內存顯然不在一個量級,因此,在資料庫之前加一層緩存,能夠顯著提高系統的響應速度,並降低資料庫的壓力。作為傳統的關系型資料庫,MySQL提供完整的ACID操作,支持豐富的數據類型、強大的關聯查詢、where語句等,能夠非常客易地建立查詢索引,執行復雜的內連接、外連接、求和、排序、分組等操作,並且支持存儲過程、函數等功能,產品成熟度高,功能強大。但是,對於需要應對高並發訪問並且存儲海量數據的場景來說,出於對性能的考慮,不得不放棄很多傳統關系型資料庫原本強大的功能,犧牲了系統的易用性,並且使得系統的設計和管理變得更為復雜。這也使得在過去幾年中,流行著另一種新的存儲解決方案——NoSQL,它與傳統的關系型資料庫最大的差別在於,它不使用SQL作為查詢語言來查找數據,而採用key-value形式進行查找,提供了更高的查詢效率及吞吐,並且能夠更加方便地進行擴展,存儲海量數據,在數千個節點上進行分區,自動進行數據的復制和備份。在分布式系統中,消息作為應用間通信的一種方式,得到了十分廣泛的應用。消息可以被保存在隊列中,直到被接收者取出,由於消息發送者不需要同步等待消息接收者的響應,消息的非同步接收降低了系統集成的耦合度,提升了分布式系統協作的效率,使得系統能夠更快地響應用戶,提供更高的吞吐。
當系統處於峰值壓力時,分布式消息隊列還能夠作為緩沖,削峰填谷,緩解集群的壓力,避免整個系統被壓垮。垂直化的搜索引擎在分布式系統中是一個非常重要的角色,它既能夠滿足用戶對於全文檢索、模糊匹配的需求,解決資料庫like查詢效率低下的問題,又能夠解決分布式環境下,由於採用分庫分表,或者使用NoSQL資料庫,導致無法進行多表關聯或者進行復雜查詢的問題。

㈣ 高並發,寫入頻繁的評論系統有必要加緩存么

如果並發真到幾萬的話,緩存肯定是要加的。
具體加緩存的策略,看想要什麼效果,可以對查詢最頻繁的一類請求先加緩存。
保證mongo處於一個合理的負載。

㈤ 高並發處理的幾種方法

一、將數據存到redis緩存
二、使用高性能的伺服器、高性能的資料庫、高效率的編程語言、還有高性能的Web容器.
三、使用Ngnix負載均衡

㈥ 華為技術架構師分享:高並發場景下緩存處理的一些思路

在實際的開發當中,我們經常需要進行磁碟數據的讀取和搜索,因此經常會有出現從資料庫讀取數據的場景出現。但是當數據訪問量次數增大的時候,過多的磁碟讀取可能會最終成為整個系統的性能瓶頸,甚至是壓垮整個資料庫,導致系統卡死等嚴重問題。

常規的應用系統中,我們通常會在需要的時候對資料庫進行查找,因此系統的大致結構如下所示:

1.緩存和資料庫之間數據一致性問題

常用於緩存處理的機制我總結為了以下幾種:

首先來簡單說說Cache aside的這種方式:

Cache Aside模式

這種模式處理緩存通常都是先從資料庫緩存查詢,如果緩存沒有命中則從資料庫中進行查找。

這裡面會發生的三種情況如下:

緩存命中:

當查詢的時候發現緩存存在,那麼直接從緩存中提取。

緩存失效:

當緩存沒有數據的時候,則從database裡面讀取源數據,再加入到cache裡面去。

緩存更新:

當有新的寫操作去修改database裡面的數據時,需要在寫操作完成之後,讓cache裡面對應的數據失效。

關於這種模式下依然會存在缺陷。比如,一個是讀操作,但是沒有命中緩存,然後就到資料庫中取數據,此時來了一個寫操作,寫完資料庫後,讓緩存失效,然後,之前的那個讀操作再把老的數據放進去,所以,會造成臟數據。

Facebook的大牛們也曾經就緩存處理這個問題發表過相關的論文,鏈接如下:

分布式環境中要想完全的保證數據一致性是一件極為困難的事情,我們只能夠盡可能的減低這種數據不一致性問題產生的情況。

Read Through模式

Read Through模式是指應用程序始終從緩存中請求數據。 如果緩存沒有數據,則它負責使用底層提供程序插件從資料庫中檢索數據。 檢索數據後,緩存會自行更新並將數據返回給調用應用程序。使用Read Through 有一個好處。

我們總是使用key從緩存中檢索數據, 調用的應用程序不知道資料庫, 由存儲方來負責自己的緩存處理,這使代碼更具可讀性, 代碼更清晰。但是這也有相應的缺陷,開發人員需要給編寫相關的程序插件,增加了開發的難度性。

Write Through模式

Write Through模式和Read Through模式類似,當數據發生更新的時候,先去Cache裡面進行更新,如果命中了,則先更新緩存再由Cache方來更新database。如果沒有命中的話,就直接更新Cache裡面的數據。

2.緩存穿透問題

在高並發的場景中,緩存穿透是一個經常都會遇到的問題。

什麼是緩存穿透?

大量的請求在緩存中沒有查詢到指定的數據,因此需要從資料庫中進行查詢,造成緩存穿透。

會造成什麼後果?

大量的請求短時間內湧入到database中進行查詢會增加database的壓力,最終導致database無法承載客戶單請求的壓力,出現宕機卡死等現象。

常用的解決方案通常有以下幾類:

1.空值緩存

在某些特定的業務場景中,對於數據的查詢可能會是空的,沒有實際的存在,並且這類數據信息在短時間進行多次的反復查詢也不會有變化,那麼整個過程中,多次的請求資料庫操作會顯得有些多餘。

不妨可以將這些空值(沒有查詢結果的數據)對應的key存儲在緩存中,那麼第二次查找的時候就不需要再次請求到database那麼麻煩,只需要通過內存查詢即可。這樣的做法能夠大大減少對於database的訪問壓力。

2.布隆過濾器

通常對於database裡面的數據的key值可以預先存儲在布隆過濾器裡面去,然後先在布隆過濾器裡面進行過濾,如果發現布隆過濾器中沒有的話,就再去redis裡面進行查詢,如果redis中也沒有數據的話,再去database查詢。這樣可以避免不存在的數據信息也去往存儲庫中進行查詢情況。

什麼是緩存雪崩?

當緩存伺服器重啟或者大量緩存集中在某一個時間段失效,這樣在失效的時候,也會給後端系統(比如DB)帶來很大壓力。

如何避免緩存雪崩問題?

1.使用加鎖隊列來應付這種問題。當有多個請求湧入的時候,當緩存失效的時候加入一把分布式鎖,只允許搶鎖成功的請求去庫裡面讀取數據然後將其存入緩存中,再釋放鎖,讓後續的讀請求從緩存中取數據。但是這種做法有一定的弊端,過多的讀請求線程堵塞,將機器內存占滿,依然沒有能夠從根本上解決問題。

2.在並發場景發生前,先手動觸發請求,將緩存都存儲起來,以減少後期請求對database的第一次查詢的壓力。數據過期時間設置盡量分散開來,不要讓數據出現同一時間段出現緩存過期的情況。

3.從緩存可用性的角度來思考,避免緩存出現單點故障的問題,可以結合使用 主從+哨兵的模式來搭建緩存架構,但是這種模式搭建的緩存架構有個弊端,就是無法進行緩存分片,存儲緩存的數據量有限制,因此可以升級為Redis Cluster架構來進行優化處理。(需要結合企業實際的經濟實力,畢竟Redis Cluster的搭建需要更多的機器)

4.Ehcache本地緩存 + Hystrix限流&降級,避免MySQL被打死。

使用 Ehcache本地緩存的目的也是考慮在 Redis Cluster 完全不可用的時候,Ehcache本地緩存還能夠支撐一陣。

使用 Hystrix進行限流 & 降級 ,比如一秒來了5000個請求,我們可以設置假設只能有一秒 2000個請求能通過這個組件,那麼其他剩餘的 3000 請求就會走限流邏輯。

然後去調用我們自己開發的降級組件(降級),比如設置的一些默認值呀之類的。以此來保護最後的 MySQL 不會被大量的請求給打死。

㈦ 如何處理大量數據高並發大流量並發操作方案

大數據並發處理解決方案:
1、HTML靜態化
效率最高、消耗最小的就是純靜態化的html頁面,所以盡可能使網站上的頁面採用靜態頁面來實現,這個最簡單的方法其實也是最有效的方法。但是對於大量內容並且頻繁更新的網站,無法全部手動去挨個實現,於是出現了常見的信息發布系統CMS,像常訪問的各個門戶站點的新聞頻道,甚至他們的其他頻道,都是通過信息發布系統來管理和實現的,信息發布系統可以實現最簡單的信息錄入自動生成靜態頁面,還能具備頻道管理、許可權管理、自動抓取等功能,對於一個大型網站來說,擁有一套高效、可管理的CMS是必不可少的。
2、圖片伺服器分離
對於Web伺服器來說,不管是Apache、IIS還是其他容器,圖片是最消耗資源的,於是有必要將圖片與頁面進行分離,這是基本上大型網站都會採用的策略,他們都有獨立的圖片伺服器,甚至很多台圖片伺服器。這樣的架構可以降低提供頁面訪問請求的伺服器系統壓力,並且可以保證系統不會因為圖片問題而崩潰,在應用伺服器和圖片伺服器上,可以進行不同的配置優化,比如apache在配置ContentType的時候可以盡量少支持,盡可能少的LoadMole,保證更高的系統消耗和執行效率。 這一實現起來是比較容易的一現,如果伺服器集群操作起來更方便,如果是獨立的伺服器,新手可能出現上傳圖片只能在伺服器本地的情況下,可以在令一台伺服器設置的IIS採用網路路徑來實現圖片伺服器,即不用改變程序,又能提高性能,但對於伺服器本身的IO處理性能是沒有任何的改變。
3、資料庫集群和庫表散列
大型網站都有復雜的應用,這些應用必須使用資料庫,那麼在面對大量訪問的時候,資料庫的瓶頸很快就能顯現出來,這時一台資料庫將很快無法滿足應用,於是需要使用資料庫集群或者庫表散列。
4、緩存
緩存一詞搞技術的都接觸過,很多地方用到緩存。網站架構和網站開發中的緩存也是非常重要。架構方面的緩存,對Apache比較熟悉的人都能知道Apache提供了自己的緩存模塊,也可以使用外加的Squid模塊進行緩存,這兩種方式均可以有效的提高Apache的訪問響應能力。
網站程序開發方面的緩存,Linux上提供的Memory Cache是常用的緩存介面,可以在web開發中使用,比如用Java開發的時候就可以調用MemoryCache對一些數據進行緩存和通訊共享,一些大型社區使用了這樣的架構。另外,在使用web語言開發的時候,各種語言基本都有自己的緩存模塊和方法,PHP有Pear的Cache模塊,Java就更多了,.net不是很熟悉,相信也肯定有。
5、鏡像
鏡像是大型網站常採用的提高性能和數據安全性的方式,鏡像的技術可以解決不同網路接入商和地域帶來的用戶訪問速度差異,比如ChinaNet和ENet之間的差異就促使了很多網站在教育網內搭建鏡像站點,數據進行定時更新或者實時更新。在鏡像的細節技術方面,這里不闡述太深,有很多專業的現成的解決架構和產品可選。也有廉價的通過軟體實現的思路,比如Linux上的rsync等工具。
6、負載均衡
負載均衡將是大型網站解決高負荷訪問和大量並發請求採用的終極解決辦法。 負載均衡技術發展了多年,有很多專業的服務提供商和產品可以選擇。
硬體四層交換
第四層交換使用第三層和第四層信息包的報頭信息,根據應用區間識別業務流,將整個區間段的業務流分配到合適的應用伺服器進行處理。第四層交換功能就象是虛IP,指向物理伺服器。它傳輸的業務服從的協議多種多樣,有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協議。這些業務在物理伺服器基礎上,需要復雜的載量平衡演算法。在IP世界,業務類型由終端TCP或UDP埠地址來決定,在第四層交換中的應用區間則由源端和終端IP地址、TCP和UDP埠共同決定。
在硬體四層交換產品領域,有一些知名的產品可以選擇,比如Alteon、F5等,這些產品很昂貴,但是物有所值,能夠提供非常優秀的性能和很靈活的管理能力。Yahoo中國當初接近2000台伺服器使用了三四台Alteon就搞定了。

㈧ 如何解決高並發問題

使用高性能的伺服器、高性能的資料庫、高效率的編程語言、還有高性能的Web容器,(對架構分層+負載均衡+集群)這幾個解決思路在一定程度上意味著更大的投入。

1、高並發:在同一個時間點,有大量的客戶來訪問我們的網站,如果訪問量過大,就可能造成網站癱瘓。

2、高流量:當網站大後,有大量的圖片,視頻,這樣就會對流量要求高,需要更多更大的帶寬。

3、大存儲:可能對數據保存和查詢出現問題。

解決方案:

1、提高硬體能力、增加系統伺服器。(當伺服器增加到某個程度的時候系統所能提供的並發訪問量幾乎不變,所以不能根本解決問題)

2、本地緩存:本地可以使用JDK自帶的Map、Guava Cache.分布式緩存:Redis、Memcache.本地緩存不適用於提高系統並發量,一般是用處用在程序中。

Spiring把已經初始過的變數放在一個Map中,下次再要使用這個變數的時候,先判斷Map中有沒有,這也就是系統中常見的單例模式的實現。