前言
我們知道，高并發(fā)代表著大流量，高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的魅力就在于我們能夠憑借自己的聰明才智設(shè)計(jì)巧妙的方案，從而抵抗巨大流量的沖擊，帶給用戶更好的使用體驗(yàn)。這些方案好似能操縱流量，讓流量更加平穩(wěn)得被系統(tǒng)中的服務(wù)和組件處理。
來做個(gè)簡(jiǎn)單的比喻吧。
從古至今，長(zhǎng)江和黃河流域水患不斷，遠(yuǎn)古時(shí)期，大禹曾拓寬河道，清除淤沙讓流水更加順暢；都江堰作為史上最成功的的治水案例之一，用引流將岷江之水分流到多個(gè)支流中，以分擔(dān)水流壓力；三門峽和葛洲壩通過建造水庫(kù)將水引入水庫(kù)先存儲(chǔ)起來，然后再想辦法把水庫(kù)中的水緩緩地排出去，以此提高下游的抗洪能力。
"秒殺活動(dòng)"、"搶紅包"、"微博熱搜"、"12306搶票"、"共享單車?yán)?等都是高并發(fā)的典型業(yè)務(wù)場(chǎng)景，那么如何解決這些業(yè)務(wù)場(chǎng)景背后的難點(diǎn)問題呢?
秒殺系統(tǒng)中，QPS達(dá)到10萬/s時(shí)，如何定位并解決業(yè)務(wù)瓶頸?
明星婚戀話題不斷引爆微博熱搜，如何確保系統(tǒng)不宕機(jī)?
共享單車充值活動(dòng)，如何保證不超賣?
......
同一時(shí)間、海量用戶的高頻訪問對(duì)任何平臺(tái)都是難題，但可喜的是，雖然業(yè)務(wù)場(chǎng)景不同，設(shè)計(jì)和優(yōu)化的思想?yún)s是萬變不離其宗。如果你掌握了高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心技術(shù)點(diǎn)(緩存、池化、異步化、負(fù)載均衡、隊(duì)列、降級(jí)熔斷等)，深化成自 己的知識(shí)體系，解決這些業(yè)務(wù)問題將不在話下，應(yīng)對(duì)自如。
那么，我們?cè)趺慈W(xué)習(xí)、提高我們的高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力呢？
說明：文章限于篇幅，故只做部分展示，完整的《高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》文檔小編已經(jīng)整理好了，正在學(xué)習(xí)高并發(fā)或者想把這份文檔當(dāng)做練習(xí)題復(fù)習(xí)一下的朋友，文末有獲取資料的免費(fèi)下載方式！
Step ①：基礎(chǔ)
首先，我們需要了解一下知識(shí)點(diǎn)：
高并發(fā)系統(tǒng)：它的通用設(shè)計(jì)方法是什么
架構(gòu)分層：我們?yōu)槭裁匆欢ㄒ@么做？
系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)（一）：如何提升系統(tǒng)性能？
系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)（二）：系統(tǒng)怎樣做到高可用？
系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)（三）：如何讓系統(tǒng)易于擴(kuò)展？
Step ②：數(shù)據(jù)庫(kù)
在第一步中，我已經(jīng)從宏觀的角度帶你了解了高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，你已經(jīng)知曉了，我們系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是為了獲得更好的性能、更高的可用性，以及更強(qiáng)的系統(tǒng)擴(kuò)展能力。
那么在這一步，我們正式進(jìn)入演進(jìn)篇，我會(huì)再?gòu)木植砍霭l(fā)，帶你逐一了解完成這些目標(biāo)會(huì)使用到的一些方法，這些方法會(huì)針對(duì)性地解決高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題。
池化技術(shù)：如何減少頻繁創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)連接的性能損耗？
數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化方案（一）：查詢請(qǐng)求增加時(shí)，如何做主從分離？
數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化方案（二）：寫入數(shù)據(jù)量增加時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)分庫(kù)分表？
發(fā)號(hào)器：如何保證分庫(kù)分表后ID的全局唯一性？
NoSQL：在高并發(fā)場(chǎng)景下，數(shù)據(jù)庫(kù)和NoSQL如何做到互補(bǔ)？
Step ③：緩存
通過前面數(shù)據(jù)庫(kù)篇的學(xué)習(xí)，你已經(jīng)了解了在高并發(fā)大流量下，數(shù)據(jù)庫(kù)層的演進(jìn)過程以及庫(kù)表設(shè)計(jì)上的考慮點(diǎn)。
那么我將從緩存定義、緩存分類和緩存優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)三個(gè)方面全方位帶你掌握緩存的設(shè)計(jì)思想和理念，帶你針對(duì)性地掌握使用緩存的正確姿勢(shì)，以便讓你在實(shí)際工作中能夠更好地使用緩存提升整體系統(tǒng)的性能。
緩存：數(shù)據(jù)庫(kù)成為瓶頸后，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的查詢要如何加速？
緩存的使用姿勢(shì)（一）：如何選擇緩存的讀寫策略？
緩存的使用姿勢(shì)（二）：緩存如何做到高可用？
緩存的使用姿勢(shì)（三）：緩存穿透了怎么辦？
CDN：靜態(tài)資源如何加速？
Stpe ④：消息隊(duì)列
1 秒鐘之內(nèi)，有 1 萬個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接同時(shí)達(dá)到，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)瀕臨崩潰，尋找能夠應(yīng)對(duì)如此高并發(fā)的寫請(qǐng)求方案迫在眉睫。這時(shí)你想到了消息隊(duì)列。
這里我會(huì)從以下幾個(gè)問題去帶大家學(xué)習(xí)如何使用消息隊(duì)列解決秒殺場(chǎng)景下的問題：
消息隊(duì)列：秒殺時(shí)如何處理每秒上萬次的下單請(qǐng)求？
消息投遞：如何保證消息僅僅被消費(fèi)一次？
消息隊(duì)列：如何降低消息隊(duì)列系統(tǒng)中消息的延遲？
Step ⑤：分布式服務(wù)
通過前面幾個(gè)篇章的內(nèi)容，你已經(jīng)從數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存和消息隊(duì)列的角度對(duì)自己的垂直電商系統(tǒng)在性能、可用性和擴(kuò)展性上做了優(yōu)化。
但是有一個(gè)問題一直縈繞在你的心里：究竟是什么促使我們將一體化架構(gòu)，拆分成微服務(wù)化架構(gòu)？是不是說系統(tǒng)的整體 QPS 到了 1 萬，或者到了 2 萬，就一定要做微服務(wù)化拆分呢？
我將從以下幾個(gè)點(diǎn)去講解，為什么我們要用分布式服務(wù)？它好在哪里、如何實(shí)現(xiàn)？
系統(tǒng)架構(gòu)：每秒1萬次請(qǐng)求的系統(tǒng)要做服務(wù)化拆分嗎？
微服務(wù)架構(gòu)：微服務(wù)化后，系統(tǒng)架構(gòu)要如何改造？
RPC框架：10萬QPS下如何實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的服務(wù)調(diào)用？
注冊(cè)中心：分布式系統(tǒng)如何尋址？
分布式Trace：橫跨幾十個(gè)分布式組件的慢請(qǐng)求要如何排查？
負(fù)載均衡：怎樣提升系統(tǒng)的橫向擴(kuò)展能力？
API網(wǎng)關(guān)：系統(tǒng)的門面要如何做呢？
多機(jī)房部署：跨地域的分布式系統(tǒng)如何做？
Service Mesh：如何屏蔽服務(wù)化系統(tǒng)的服務(wù)治理細(xì)節(jié)？
Step ⑥：維護(hù)
要想快速地發(fā)現(xiàn)和定位業(yè)務(wù)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，必須搭建一套完善的服務(wù)端監(jiān)控體系。正所謂“道路千萬條，監(jiān)控第一條，監(jiān)控不到位，領(lǐng)導(dǎo)兩行淚”。不過，在搭建的過程中，你的團(tuán)隊(duì)又陷入了困境：
首先，監(jiān)控的指標(biāo)要如何選擇呢？
采集這些指標(biāo)可以有哪些方法和途徑呢？
指標(biāo)采集到之后又要如何處理和展示呢？
這些問題，一環(huán)扣一環(huán)，關(guān)乎著系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性，通過完成一下這些，我就帶你解決這些問題，搭建一套服務(wù)端監(jiān)控體系。
給系統(tǒng)加上眼睛：服務(wù)端監(jiān)控要怎么做？
應(yīng)用性能管理：用戶的使用體驗(yàn)應(yīng)該如何監(jiān)控？
壓力測(cè)試：怎樣設(shè)計(jì)全鏈路壓力測(cè)試平臺(tái)？
配置管理：成千上萬的配置項(xiàng)要如何管理？
降級(jí)熔斷：如何屏蔽非核心系統(tǒng)故障的影響？
流量控制：高并發(fā)系統(tǒng)中我們?nèi)绾尾倏v流量？
Step ⑦：實(shí)戰(zhàn)
在前面，我分別從數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存、消息隊(duì)列和分布式服務(wù)化的角度，帶你了解了面對(duì)高并發(fā)的時(shí)候要如何保證系統(tǒng)的高性能、高可用和高可擴(kuò)展。其中雖然有大量的例子輔助你理解理論知識(shí)，但是沒有一個(gè)完整的實(shí)例幫你把知識(shí)串起來。
所以，為了將我們提及的知識(shí)落地，在實(shí)戰(zhàn)篇中，我會(huì)以微博為背景，用兩個(gè)完整的案例帶你從實(shí)踐的角度應(yīng)對(duì)高并發(fā)大流量的沖擊，期望給你一個(gè)更加具體的感性認(rèn)識(shí)，為你在實(shí)現(xiàn)類似系統(tǒng)的時(shí)候提供一些思路。
計(jì)數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）：面對(duì)海量數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)器要如何做？
計(jì)數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）：50萬QPS下如何設(shè)計(jì)未讀數(shù)系統(tǒng)？
信息流設(shè)計(jì)（一）：通用信息流系統(tǒng)的推模式要如何做？
信息流設(shè)計(jì)（二）：通用信息流系統(tǒng)的拉模式要如何做？
總結(jié)
通過以上七個(gè)步驟，我想你應(yīng)該能夠從中獲益良多，掌握高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的精髓！
從基礎(chǔ)出發(fā)，由淺入深，從七個(gè)方面（基礎(chǔ)+數(shù)據(jù)庫(kù)+緩存+消息隊(duì)列+分布式服務(wù)+維護(hù)+實(shí)戰(zhàn)）去帶領(lǐng)大家去學(xué)習(xí)高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)！
先帶你建立對(duì)高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的直觀理解，再以最簡(jiǎn)單架構(gòu)逐步演進(jìn)到支撐百萬、千萬并發(fā)的分布式架構(gòu)為案例，帶你解決這個(gè)過程中遇到的痛點(diǎn)問題，提升業(yè)務(wù)處理能力，真正完成一次系統(tǒng)演進(jìn)，最后結(jié)合實(shí)戰(zhàn)優(yōu)化整體設(shè)計(jì)思路。
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