針對(duì)目前高并發(fā)場(chǎng)景下多線程競(jìng)爭(zhēng)共享資源出現(xiàn)的系統(tǒng)性能問題以及共享資源不一致性等問題,提出一種基于數(shù)據(jù)緩存、分布式鎖、消息隊(duì)列、負(fù)載均衡4種技術(shù)的高性能系統(tǒng)架構(gòu)。采用Redis集群實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速緩存和分布式鎖操作,利用消息隊(duì)列實(shí)現(xiàn)通信異步和流量削峰,LVS和Nginx實(shí)現(xiàn)高可用的負(fù)載均衡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該架構(gòu)能有效提升系統(tǒng)性能,保證共享資源的安全性和一致性。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2020,41(11)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

系統(tǒng)架構(gòu)

現(xiàn)代Web系統(tǒng)一般都會(huì)采用緩存策略對(duì)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)操作方式進(jìn)行改進(jìn)。緩存大致主要分為兩種：頁(yè)面緩存和數(shù)據(jù)緩存。架構(gòu)基于Redis集群實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存，具有故障容錯(cuò)等功能。Redis完全基于內(nèi)存，通過Key-Value存儲(chǔ)能獲得良好的性能，尤其表現(xiàn)在良好的并行讀寫性能[10]。由于投票容錯(cuò)機(jī)制要求超過半數(shù)節(jié)點(diǎn)認(rèn)為某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障才會(huì)確定該節(jié)點(diǎn)下線，因此Redis集群至少需要3個(gè)節(jié)點(diǎn)，為了保證集群的高可用性，每個(gè)主節(jié)點(diǎn)都有從節(jié)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)Redis集群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。Redis集群由6臺(tái)服務(wù)器搭建，分別由3個(gè)主節(jié)點(diǎn)和3個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成，數(shù)據(jù)都是以Key-Value形式存儲(chǔ)，不同分區(qū)的數(shù)據(jù)存放在不同的節(jié)點(diǎn)上，類似于哈希表的結(jié)構(gòu)。使用哈希算法將Key映射到0-16383范圍的整數(shù)，一定范圍內(nèi)的整數(shù)對(duì)應(yīng)的抽象存儲(chǔ)稱為槽，每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)一定范圍內(nèi)的槽，槽范圍如圖3所示。

Redis集群由6臺(tái)服務(wù)器搭建，分別由3個(gè)主節(jié)點(diǎn)和3個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成，數(shù)據(jù)都是以Key-Value形式存儲(chǔ)，不同分區(qū)的數(shù)據(jù)存放在不同的節(jié)點(diǎn)上，類似于哈希表的結(jié)構(gòu)。使用哈希算法將Key映射到0-16383范圍的整數(shù)，一定范圍內(nèi)的整數(shù)對(duì)應(yīng)的抽象存儲(chǔ)稱為槽，每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)一定范圍內(nèi)的槽，槽范圍如圖3所示。集群?jiǎn)?dòng)時(shí)，會(huì)先從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器讀取高并發(fā)請(qǐng)求中頻繁訪問的數(shù)據(jù)，其中包括共享資源數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為JSON數(shù)據(jù)格式或?qū)ο笮蛄谢跏蓟絉edis服務(wù)器中，數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)哈希算法新增到對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中。應(yīng)用服務(wù)器接收到高并發(fā)請(qǐng)求進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、修改或刪除時(shí)，會(huì)隨機(jī)把命令發(fā)給某個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)計(jì)算并查看這個(gè)key是否屬于自己的，如果是自己的就進(jìn)行處理，并將結(jié)果返回，如果是其它節(jié)點(diǎn)的，會(huì)把對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)信息（IP+地址）轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用服務(wù)器，讓應(yīng)用服務(wù)器重定向訪問。Redis返回結(jié)果后，應(yīng)用服務(wù)器會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送到消息隊(duì)列服務(wù)器中，并立即將返回結(jié)果給客戶端。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3335942