字節(jié)二面：面對高負(fù)載場景下，你會怎么擴(kuò)展系統(tǒng)？
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2024-07-17 13:56
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有效地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)對于確保它在高負(fù)載下繼續(xù)表現(xiàn)良好至關(guān)重要。以下是8個(gè)必須了解的擴(kuò)展系統(tǒng)策略：
01 無狀態(tài)服務(wù)
設(shè)計(jì)無狀態(tài)服務(wù)，因?yàn)樗鼈儾灰蕾囉诜?wù)器特定的數(shù)據(jù)，更容易擴(kuò)展。
無狀態(tài)服務(wù)不在服務(wù)器端存儲任何與用戶會話狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。相反，它們將這些信息存儲在客戶端或共享數(shù)據(jù)庫中。這種設(shè)計(jì)使得在需要時(shí)更容易添加或刪除服務(wù)器，因?yàn)?strong style="background-attachment: scroll;background-clip: border-box;background-image: none;background-origin: padding-box;background-position: 0% 0%;background-repeat: no-repeat;background-size: auto;width: auto;height: auto;border-style: none;border-width: 3px;border-color: rgba(0, 0, 0, 0.4);border-radius: 0px;">任何服務(wù)器都可以處理任何請求，而無需擔(dān)心會話數(shù)據(jù)。
無狀態(tài)服務(wù)還促進(jìn)了更好的容錯(cuò)能力，因?yàn)橐粋€(gè)服務(wù)器的故障不會影響整個(gè)系統(tǒng)。
02 水平擴(kuò)展
增加更多服務(wù)器，以便可以共享工作負(fù)載。水平擴(kuò)展，也稱為橫向擴(kuò)展，涉及向系統(tǒng)中添加更多機(jī)器或?qū)嵗?/strong>以分散負(fù)載。與垂直擴(kuò)展（增加現(xiàn)有機(jī)器的資源如CPU、內(nèi)存）不同，水平擴(kuò)展允許通過簡單地增加更多服務(wù)器來處理更多流量和增加系統(tǒng)的容量。這種方法還提高了容錯(cuò)能力，因?yàn)橐粋€(gè)服務(wù)器的故障不會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。
03 負(fù)載均衡
使用負(fù)載均衡器將傳入請求均勻分配到多個(gè)服務(wù)器。負(fù)載均衡器就像一個(gè)交通警察，確保沒有單個(gè)服務(wù)器因流量過大而不堪重負(fù)。通過均勻分配請求，它有助于保持系統(tǒng)的高可用性和可靠性。負(fù)載均衡器還可以執(zhí)行健康檢查，確保只有健康的服務(wù)器接收流量，自動將流量重定向離開故障服務(wù)器。
04 自動擴(kuò)展
實(shí)施自動擴(kuò)展策略，根據(jù)實(shí)時(shí)流量調(diào)整資源。自動擴(kuò)展允許系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前需求動態(tài)調(diào)整活動服務(wù)器的數(shù)量。當(dāng)流量增加時(shí)，自動添加更多服務(wù)器來處理負(fù)載。當(dāng)流量減少時(shí)，移除不必要的服務(wù)器以節(jié)省成本。這種方法確保資源利用的最佳化和成本效益，同時(shí)保持性能。
05 緩存
使用緩存來減少數(shù)據(jù)庫的負(fù)載，并在大規(guī)模處理重復(fù)請求。緩存涉及將頻繁訪問的數(shù)據(jù)存儲在臨時(shí)存儲位置中，以便可以快速檢索，而無需訪問底層數(shù)據(jù)庫。這顯著減少了數(shù)據(jù)庫的負(fù)載，加快了響應(yīng)時(shí)間，并改善了系統(tǒng)的整體性能。常見的緩存解決方案包括內(nèi)存緩存如 Redis 和 Memcached。
06 數(shù)據(jù)庫復(fù)制
將數(shù)據(jù)復(fù)制到多個(gè)節(jié)點(diǎn)以擴(kuò)展讀操作，同時(shí)提高冗余性。數(shù)據(jù)庫復(fù)制涉及將數(shù)據(jù)從一個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器復(fù)制到另一個(gè)，確保在不同服務(wù)器上有多個(gè)數(shù)據(jù)副本。這種設(shè)置允許將讀操作分散到多個(gè)服務(wù)器上，減少主數(shù)據(jù)庫的負(fù)載并提高讀取性能。復(fù)制還增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可用性和容錯(cuò)能力。
07 數(shù)據(jù)庫分片
將數(shù)據(jù)分布到多個(gè)實(shí)例，以擴(kuò)展寫操作和讀操作。分片涉及將數(shù)據(jù)庫劃分為更小、更易管理的部分，稱為分片，每個(gè)分片都托管在單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。這種方法允許將讀寫操作分布到多個(gè)服務(wù)器上，有效地增加數(shù)據(jù)庫的容量和性能。分片還通過將大數(shù)據(jù)集分解為更小、更易管理的單元來幫助管理。
08 異步處理
使用異步處理將耗時(shí)和資源密集型任務(wù)移至后臺工作程序，以擴(kuò)展新的請求。異步處理涉及在后臺執(zhí)行任務(wù)，獨(dú)立于主要的請求-響應(yīng)周期。通過將資源密集型任務(wù)卸載到后臺工作程序，可以釋放資源以更高效地處理新的傳入請求。這種方法特別適用于不需要立即反饋的任務(wù)，例如發(fā)送電子郵件、處理大文件或運(yùn)行復(fù)雜計(jì)算。
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01 無狀態(tài)服務(wù)
設(shè)計(jì)無狀態(tài)服務(wù)，因?yàn)樗鼈儾灰蕾囉诜?wù)器特定的數(shù)據(jù)，更容易擴(kuò)展。
無狀態(tài)服務(wù)不在服務(wù)器端存儲任何與用戶會話狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。相反，它們將這些信息存儲在客戶端或共享數(shù)據(jù)庫中。這種設(shè)計(jì)使得在需要時(shí)更容易添加或刪除服務(wù)器，因?yàn)?strong style="background-attachment: scroll;background-clip: border-box;background-image: none;background-origin: padding-box;background-position: 0% 0%;background-repeat: no-repeat;background-size: auto;width: auto;height: auto;border-style: none;border-width: 3px;border-color: rgba(0, 0, 0, 0.4);border-radius: 0px;">任何服務(wù)器都可以處理任何請求，而無需擔(dān)心會話數(shù)據(jù)。
無狀態(tài)服務(wù)還促進(jìn)了更好的容錯(cuò)能力，因?yàn)橐粋€(gè)服務(wù)器的故障不會影響整個(gè)系統(tǒng)。
02 水平擴(kuò)展
增加更多服務(wù)器，以便可以共享工作負(fù)載。水平擴(kuò)展，也稱為橫向擴(kuò)展，涉及向系統(tǒng)中添加更多機(jī)器或?qū)嵗?/strong>以分散負(fù)載。與垂直擴(kuò)展（增加現(xiàn)有機(jī)器的資源如CPU、內(nèi)存）不同，水平擴(kuò)展允許通過簡單地增加更多服務(wù)器來處理更多流量和增加系統(tǒng)的容量。這種方法還提高了容錯(cuò)能力，因?yàn)橐粋€(gè)服務(wù)器的故障不會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。
03 負(fù)載均衡
使用負(fù)載均衡器將傳入請求均勻分配到多個(gè)服務(wù)器。負(fù)載均衡器就像一個(gè)交通警察，確保沒有單個(gè)服務(wù)器因流量過大而不堪重負(fù)。通過均勻分配請求，它有助于保持系統(tǒng)的高可用性和可靠性。負(fù)載均衡器還可以執(zhí)行健康檢查，確保只有健康的服務(wù)器接收流量，自動將流量重定向離開故障服務(wù)器。
04 自動擴(kuò)展
實(shí)施自動擴(kuò)展策略，根據(jù)實(shí)時(shí)流量調(diào)整資源。自動擴(kuò)展允許系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前需求動態(tài)調(diào)整活動服務(wù)器的數(shù)量。當(dāng)流量增加時(shí)，自動添加更多服務(wù)器來處理負(fù)載。當(dāng)流量減少時(shí)，移除不必要的服務(wù)器以節(jié)省成本。這種方法確保資源利用的最佳化和成本效益，同時(shí)保持性能。
05 緩存
使用緩存來減少數(shù)據(jù)庫的負(fù)載，并在大規(guī)模處理重復(fù)請求。緩存涉及將頻繁訪問的數(shù)據(jù)存儲在臨時(shí)存儲位置中，以便可以快速檢索，而無需訪問底層數(shù)據(jù)庫。這顯著減少了數(shù)據(jù)庫的負(fù)載，加快了響應(yīng)時(shí)間，并改善了系統(tǒng)的整體性能。常見的緩存解決方案包括內(nèi)存緩存如 Redis 和 Memcached。
06 數(shù)據(jù)庫復(fù)制
將數(shù)據(jù)復(fù)制到多個(gè)節(jié)點(diǎn)以擴(kuò)展讀操作，同時(shí)提高冗余性。數(shù)據(jù)庫復(fù)制涉及將數(shù)據(jù)從一個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器復(fù)制到另一個(gè)，確保在不同服務(wù)器上有多個(gè)數(shù)據(jù)副本。這種設(shè)置允許將讀操作分散到多個(gè)服務(wù)器上，減少主數(shù)據(jù)庫的負(fù)載并提高讀取性能。復(fù)制還增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可用性和容錯(cuò)能力。
07 數(shù)據(jù)庫分片
將數(shù)據(jù)分布到多個(gè)實(shí)例，以擴(kuò)展寫操作和讀操作。分片涉及將數(shù)據(jù)庫劃分為更小、更易管理的部分，稱為分片，每個(gè)分片都托管在單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。這種方法允許將讀寫操作分布到多個(gè)服務(wù)器上，有效地增加數(shù)據(jù)庫的容量和性能。分片還通過將大數(shù)據(jù)集分解為更小、更易管理的單元來幫助管理。
08 異步處理
使用異步處理將耗時(shí)和資源密集型任務(wù)移至后臺工作程序，以擴(kuò)展新的請求。異步處理涉及在后臺執(zhí)行任務(wù)，獨(dú)立于主要的請求-響應(yīng)周期。通過將資源密集型任務(wù)卸載到后臺工作程序，可以釋放資源以更高效地處理新的傳入請求。這種方法特別適用于不需要立即反饋的任務(wù)，例如發(fā)送電子郵件、處理大文件或運(yùn)行復(fù)雜計(jì)算。