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前半部分,专注在高并发这一块,缓存架构,承载高并发,在各种高并发导致的令人崩溃/异常的场景下,运行着
缓存架构,高可用性,在各种系统的各个地方有乱七八糟的异常和故障的情况下,整套缓存系统还能继续健康的run着
HA,HAProxy,主备服务间的切换,这就做到了高可用性,主备实例,多冗余实例,高可用最最基础的东西
什么样的情况下,可能会导致系统的崩溃,以及系统不可用,针对各种各样的一些情况,然后我们用什么技术,去保护整个系统处于高可用的一个情况下
1、hystrix是什么?
netflix(国外最大的类似于,爱奇艺,优酷)视频网站,五六年前,也是,感觉自己的系统,整个网站,经常出故障,可用性不太高
有时候一些vip会员不能支付,有时候看视频就卡顿,看不了视频。。。
影响公司的收入。。。
五六年前,netflix,api team,提升高可用性,开发了一个框架,类似于spring,mybatis,hibernate,等等这种框架
高可用性的框架,hystrix
hystrix,框架,提供了高可用相关的各种各样的功能,然后确保说在hystrix的保护下,整个系统可以长期处于高可用的状态,100%,99.99999%
最理想的状况下,软件的故障,就不应该说导致整个系统的崩溃,服务器硬件的一些故障,服务的冗余
唯一有可能导致系统彻底崩溃,就是类似于之前,支付宝的那个事故,工人施工,挖断了电缆,导致几个机房都停电
不可用,和产生一些故障或者bug的区别
2、高可用系统架构
资源隔离、限流、熔断、降级、运维监控
资源隔离:让你的系统里,某一块东西,在故障的情况下,不会耗尽系统所有的资源,比如线程资源
我实际的项目中的一个case,有一块东西,是要用多线程做一些事情,小伙伴做项目的时候,没有太留神,资源隔离,那块代码,在遇到一些故障的情况下,每个线程在跑的时候,因为那个bug,直接就死循环了,导致那块东西启动了大量的线程,每个线程都死循环
最终导致我的系统资源耗尽,崩溃,不工作,不可用,废掉了
资源隔离,那一块代码,最多最多就是用掉10个线程,不能再多了,就废掉了,限定好的一些资源
限流:高并发的流量涌入进来,比如说突然间一秒钟100万QPS,废掉了,10万QPS进入系统,其他90万QPS被拒绝了
熔断:系统后端的一些依赖,出了一些故障,比如说mysql挂掉了,每次请求都是报错的,熔断了,后续的请求过来直接不接收了,拒绝访问,10分钟之后再尝试去看看mysql恢复没有
降级:mysql挂了,系统发现了,自动降级,从内存里存的少量数据中,去提取一些数据出来
运维监控:监控+报警+优化,各种异常的情况,有问题就及时报警,优化一些系统的配置和参数,或者代码
3、如何讲解这块内容?
(1)如何将eshop-cache,核心的缓存服务改造成高可用的架构 (2)hystrix中的一部分内容,单拉出来,做成一个免费的小课程,作为福利发放出去 (3)eshop-cache,写代码,eshop-cache-ha,业务场景,跟之前衔接起来,重新去写代码 (4)hystrix做服务高可用这一块的内容,讲解成只有一个业务背景,重新写代码,独立
eshop-cache,在各级缓存数据都失效的情况下,会重新从源系统中调用接口,依赖源系统去查询mysql数据库去重新获取数据
如果你的各种依赖的服务有了故障,那么很可能会导致你的系统不可用
hystrix对系统进行各种高可用性的系统加固,来应对各种不可用的情况
缓存雪崩那一块去讲解,redis肯定挂,mysql有较大概率挂掉,在风雨飘摇中
我之前做的一个项目,我们多个项目都用了公司里公用的缓存的存储,缓存彻底挂了,雪崩了,导致各种业务系统全部崩溃,崩溃了好几个小时
导致公司损失了大量的资金的损失
其中导致公司损失最大的负责人,受到了很大的处分
介绍:
高可用性这个topic,然后咱们会用几讲的时间来讲解一下如何用hystrix,来构建高可用的服务的架构
咱们会用一个真实的项目背景,作为业务场景,来带出来在这个特定的业务场景下,可能会产生哪些各种各样的可用性的一些问题
针对这些问题,我们用hystrix的解决方案和原理是什么
带着大家,纯手工将所有的服务的高可用架构的代码,全部纯手工自己敲出来
形成高可用服务架构的项目实战的一个课程
1、Hystrix是什么?
在分布式系统中,每个服务都可能会调用很多其他服务,被调用的那些服务就是依赖服务,有的时候某些依赖服务出现故障也是很正常的。
Hystrix可以让我们在分布式系统中对服务间的调用进行控制,加入一些调用延迟或者依赖故障的容错机制。
Hystrix通过将依赖服务进行资源隔离,进而组织某个依赖服务出现故障的时候,这种故障在整个系统所有的依赖服务调用中进行蔓延,同时Hystrix还提供故障时的fallback降级机制
总而言之,Hystrix通过这些方法帮助我们提升分布式系统的可用性和稳定性
2、Hystrix的历史
hystrix,就是一种高可用保障的一个框架,类似于spring(ioc,mvc),mybatis,activiti,lucene,框架,预先封装好的为了解决某个特定领域的特定问题的一套代码库
框架,用了框架之后,来解决这个领域的特定的问题,就可以大大减少我们的工作量,提升我们的工作质量和工作效率,框架
hystrix,高可用性保障的一个框架
Netflix(可以认为是国外的优酷或者爱奇艺之类的视频网站),API团队从2011年开始做一些提升系统可用性和稳定性的工作,Hystrix就是从那时候开始发展出来的。
在2012年的时候,Hystrix就变得比较成熟和稳定了,Netflix中,除了API团队以外,很多其他的团队都开始使用Hystrix。
时至今日,Netflix中每天都有数十亿次的服务间调用,通过Hystrix框架在进行,而Hystrix也帮助Netflix网站提升了整体的可用性和稳定性
3、初步看一看Hystrix的设计原则是什么?
hystrix为了实现高可用性的架构,设计hystrix的时候,一些设计原则是什么???
(1)对依赖服务调用时出现的调用延迟和调用失败进行控制和容错保护 (2)在复杂的分布式系统中,阻止某一个依赖服务的故障在整个系统中蔓延,服务A->服务B->服务C,服务C故障了,服务B也故障了,服务A故障了,整套分布式系统全部故障,整体宕机 (3)提供fail-fast(快速失败)和快速恢复的支持 (4)提供fallback优雅降级的支持 (5)支持近实时的监控、报警以及运维操作
调用延迟+失败,提供容错 阻止故障蔓延 快速失败+快速恢复 降级 监控+报警+运维
完全描述了hystrix的功能,提供整个分布式系统的高可用的架构
4、Hystrix要解决的问题是什么?
在复杂的分布式系统架构中,每个服务都有很多的依赖服务,而每个依赖服务都可能会故障
如果服务没有和自己的依赖服务进行隔离,那么可能某一个依赖服务的故障就会拖垮当前这个服务
举例来说,某个服务有30个依赖服务,每个依赖服务的可用性非常高,已经达到了99.99%的高可用性
那么该服务的可用性就是99.99%的30次方,也就是99.7%的可用性
99.7%的可用性就意味着3%的请求可能会失败,因为3%的时间内系统可能出现了故障不可用了
对于1亿次访问来说,3%的请求失败,也就意味着300万次请求会失败,也意味着每个月有2个小时的时间系统是不可用的
在真实生产环境中,可能更加糟糕
上面也就是说,即使你每个依赖服务都是99.99%高可用性,但是一旦你有几十个依赖服务,还是会导致你每个月都有几个小时是不可用的
画图分析说,当某一个依赖服务出现了调用延迟或者调用失败时,为什么会拖垮当前这个服务?以及在分布式系统中,故障是如何快速蔓延的?
5、再看Hystrix的更加细节的设计原则是什么?
(1)阻止任何一个依赖服务耗尽所有的资源,比如tomcat中的所有线程资源 (2)避免请求排队和积压,采用限流和fail fast来控制故障 (3)提供fallback降级机制来应对故障 (4)使用资源隔离技术,比如bulkhead(舱壁隔离技术),swimlane(泳道技术),circuit breaker(短路技术),来限制任何一个依赖服务的故障的影响 (5)通过近实时的统计/监控/报警功能,来提高故障发现的速度 (6)通过近实时的属性和配置热修改功能,来提高故障处理和恢复的速度 (7)保护依赖服务调用的所有故障情况,而不仅仅只是网络故障情况
调用这个依赖服务的时候,client调用包有bug,阻塞,等等,依赖服务的各种各样的调用的故障,都可以处理
6、Hystrix是如何实现它的目标的?
(1)通过HystrixCommand或者HystrixObservableCommand来封装对外部依赖的访问请求,这个访问请求一般会运行在独立的线程中,资源隔离 (2)对于超出我们设定阈值的服务调用,直接进行超时,不允许其耗费过长时间阻塞住。这个超时时间默认是99.5%的访问时间,但是一般我们可以自己设置一下 (3)为每一个依赖服务维护一个独立的线程池,或者是semaphore,当线程池已满时,直接拒绝对这个服务的调用 (4)对依赖服务的调用的成功次数,失败次数,拒绝次数,超时次数,进行统计 (5)如果对一个依赖服务的调用失败次数超过了一定的阈值,自动进行熔断,在一定时间内对该服务的调用直接降级,一段时间后再自动尝试恢复 (6)当一个服务调用出现失败,被拒绝,超时,短路等异常情况时,自动调用fallback降级机制 (7)对属性和配置的修改提供近实时的支持
画图分析,对依赖进行资源隔离后,如何避免依赖服务调用延迟或失败导致当前服务的故障
《亿级流量电商详情页系统的大型高并发与高可用缓存架构实战》
1、亿级流量的电商网站的商品详情页系统架构 2、大型的缓存架构,支撑高并发与高可用 3、几十万QPS的高并发+99.99%高可用+1T以上的海量数据+绝对数据安全的redis集群架构 4、高并发场景下的数据库+缓存双写一致性保障方案 5、大缓存的维度化拆分方案 6、基于双层nginx部署架构的缓存命中率提升方案 7、基于kafka+spring boot+ehcache+redis+nginx+lua的多级缓存架构 8、基于zookeeper的缓存并发更新安全保障方案 9、基于storm+zookeeper的大规模缓存预热解决方案 10、基于storm+zookeeper+nginx+lua的热点缓存自动降级与恢复解决方案 11、基于hystrix的高可用缓存服务架构 12、hystrix的进阶高可用架构方案、架构性能优化以及监控运维 13、基于hystrix的大规模缓存雪崩解决方案 14、高并发场景下的缓存穿透解决方案 15、高并发场景下的缓存失效解决方案