首先我們要了解高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的三大目標(biāo)：高性能、高可用、可擴(kuò)展

高并發(fā)，是指運(yùn)用設(shè)計(jì)手段讓系統(tǒng)能夠處理更多的用戶并發(fā)請(qǐng)求，也就是承擔(dān)更大的流量。它是一切架構(gòu)設(shè)計(jì)的背景和前提，脫離了它去談性能和可用性是沒有意義的。很顯然嘛，你在每秒一次請(qǐng)求和每秒一萬次請(qǐng)求，兩種不同的場(chǎng)景下，分別做到毫秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間和五個(gè)九（99.999%）的可用性，無論是設(shè)計(jì)難度還是方案的復(fù)雜度，都不是一個(gè)級(jí)別的。而性能和可用性，是我們實(shí)現(xiàn)高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮的因素。性能反應(yīng)了系統(tǒng)的使用體驗(yàn)，想象一下，同樣承擔(dān)每秒一萬次請(qǐng)求的兩個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)響應(yīng)時(shí)間是毫秒級(jí)，一個(gè)響應(yīng)時(shí)間在秒級(jí)別，它們帶給用戶的體驗(yàn)肯定是不同的。

可用性則表示系統(tǒng)可以正常服務(wù)用戶的時(shí)間。我們?cè)兕惐纫幌拢€是兩個(gè)承擔(dān)每秒一萬次的系統(tǒng)，一個(gè)可以做到全年不停機(jī)、無故障，一個(gè)隔三差五宕機(jī)維護(hù)，如果你是用戶，你會(huì)選擇使用哪一個(gè)系統(tǒng)呢？答案不言而喻。

另一個(gè)耳熟能詳?shù)拿~叫“可擴(kuò)展性”，它同樣是高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮的因素。為什么呢？我來舉一個(gè)具體的例子。

流量分為平時(shí)流量和峰值流量?jī)煞N，峰值流量可能會(huì)是平時(shí)流量的幾倍甚至幾十倍，在應(yīng)對(duì)峰值流量的時(shí)候，我們通常需要在架構(gòu)和方案上做更多的準(zhǔn)備。這就是淘寶會(huì)花費(fèi)大半年的時(shí)間準(zhǔn)備雙十一，也是在面對(duì)“明星離婚”等熱點(diǎn)事件時(shí)，看起來無懈可擊的微博系統(tǒng)還是會(huì)出現(xiàn)服務(wù)不可用的原因。而易于擴(kuò)展的系統(tǒng)能在短時(shí)間內(nèi)迅速完成擴(kuò)容，更加平穩(wěn)地承擔(dān)峰值流量。

高性能、高可用和可擴(kuò)展，是我們?cè)谧龈卟l(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)追求的三個(gè)目標(biāo)，我會(huì)用三節(jié)課的時(shí)間，帶你了解在高并發(fā)大流量下如何設(shè)計(jì)高性能、高可用和易于擴(kuò)展的系統(tǒng)。了解完這些內(nèi)容之后，我們正式進(jìn)入今天的話題：如何提升系統(tǒng)的性能？

性能優(yōu)化原則

“天下武功，唯快不破”。性能是系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)高性能也是對(duì)程序員個(gè)人能力的挑戰(zhàn)。不過在了解實(shí)現(xiàn)高性能的方法之前，我們先明確一下性能優(yōu)化的原則。首先，性能優(yōu)化一定不能盲目，一定是問題導(dǎo)向的。脫離了問題，盲目地提早優(yōu)化會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜度，浪費(fèi)開發(fā)人員的時(shí)間，也因?yàn)槟承﹥?yōu)化可能會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)上有些折中的考慮，所以也會(huì)損傷業(yè)務(wù)。

其次，性能優(yōu)化也遵循“八二原則”，即你可以用 20% 的精力解決 80% 的性能問題。所以我們?cè)趦?yōu)化過程中一定要抓住主要矛盾，優(yōu)先優(yōu)化主要的性能瓶頸點(diǎn)。再次，性能優(yōu)化也要有數(shù)據(jù)支撐。在優(yōu)化過程中，你要時(shí)刻了解你的優(yōu)化讓響應(yīng)時(shí)間減少了多少，提升了多少的吞吐量。

最后，性能優(yōu)化的過程是持續(xù)的。高并發(fā)的系統(tǒng)通常是業(yè)務(wù)邏輯相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，那么在這類系統(tǒng)中出現(xiàn)的性能問題通常也會(huì)有多方面的原因。因此，我們?cè)谧鲂阅軆?yōu)化的時(shí)候要明確目標(biāo)，比方說，支撐每秒 1 萬次請(qǐng)求的吞吐量下響應(yīng)時(shí)間在 10ms，那么我們就需要持續(xù)不斷地尋找性能瓶頸，制定優(yōu)化方案，直到達(dá)到目標(biāo)為止。

在以上四個(gè)原則的指引下，掌握常見性能問題的排查方式和優(yōu)化手段，就一定能讓你在設(shè)計(jì)高并發(fā)系統(tǒng)時(shí)更加游刃有余。