如何设计高性能、高并发、高可用的系统。 (6)

根据业务属性进行垂直切分,划分为产品子系统,购物子系统,支付子系统,评论子系统,客服子系统,接口子系统(对接如进销存,短信等外部系统)。

根据业务子系统进行等级定义,可分为:

核心系统,产品子系统,购物子系统,支付子系统。

非核心系统,评论子系统,客服子系统,接口子系统。

业务拆分作用:提升为子系统可由专门的团队和部门负责,专业的人做专业的事,解决模块之间耦合以及扩展性问题;每个子系统单独部署,避免集中部署导致一个应用挂了,全部应用不可用的问题。

等级定义作用:用于流量突发时,对关键应用进行保护,实现优雅降级;保护关键应用不受到影响。

拆分后的架构图:

如何设计高性能、高并发、高可用的系统。

参考部署方案 2:

如何设计高性能、高并发、高可用的系统。

如上图每个应用单独部署,核心系统和非核心系统组合部署。

应用集群部署(分布式,集群,负载均衡)

分布式部署:将业务拆分后的应用单独部署,应用直接通过 RPC 进行远程通信。

集群部署:电商网站的高可用要求,每个应用至少部署两台服务器进行集群部署。

负载均衡:是高可用系统必须的,一般应用通过负载均衡实现高可用,分布式服务通过内置的负载均衡实现高可用,关系型数据库通过主备方式实现高可用。

集群部署后架构图:

如何设计高性能、高并发、高可用的系统。

多级缓存

缓存按照存放的位置一般可分为两类本地缓存和分布式缓存。本案例采用二级缓存的方式,进行缓存的设计。

一级缓存为本地缓存,二级缓存为分布式缓存。(还有页面缓存,片段缓存等,那是更细粒度的划分)

一级缓存,缓存数据字典,和常用热点数据等基本不可变/有规则变化的信息,二级缓存缓存需要的所有缓存。

当一级缓存过期或不可用时,访问二级缓存的数据。如果二级缓存也没有,则访问数据库。

缓存的比例,一般 1:4,即可考虑使用缓存。(理论上是 1:2 即可):

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根据业务特性可使用以下缓存过期策略:

缓存自动过期

缓存触发过期

单点登录(分布式 Session)

系统分割为多个子系统,独立部署后,不可避免的会遇到会话管理的问题。一般可采用 Session 同步,Cookies,分布式 Session 方式。电商网站一般采用分布式 Session 实现。

再进一步可以根据分布式 Session,建立完善的单点登录或账户管理系统。

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流程说明如上图:

用户第一次登录时,将会话信息(用户 ID 和用户信息),比如以用户 ID 为 Key,写入分布式 Session。

用户再次登录时,获取分布式 Session,是否有会话信息,如果没有则调到登录页。

一般采用 Cache 中间件实现,建议使用 Redis,因此它有持久化功能,方便分布式 Session 宕机后,可以从持久化存储中加载会话信息。

存入会话时,可以设置会话保持的时间,比如 15 分钟,超过后自动超时。

结合 Cache 中间件,实现的分布式 Session,可以很好的模拟 Session 会话。

数据库集群(读写分离,分库分表)

大型网站需要存储海量的数据,为达到海量数据存储,高可用,高性能一般采用冗余的方式进行系统设计。一般有两种方式读写分离和分库分表。

读写分离:一般解决读比例远大于写比例的场景,可采用一主一备,一主多备或多主多备方式。

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