網際網路三高架構設計
網際網路三高架構：高併發、高效能、高可用技術
0 引言
當下時代發展下業務場景的迅速變化，對於系統架構的要求針對高併發，高可用，高效能的要求更是越來越高本文針對“三高”展開敘述。
1 高併發
1.1.1高併發的關心的問題
高併發是現在網際網路分散式框架設計必須要考慮的因素之一，它是可以保證系統能被同時並行處理很多請求，對於高併發來說，它的指標有：響應時間及吞吐量。
1.1.1.1 響應時間
系統對進來的請求反應的時間，比如你開啟一個頁面需要1秒，那麼這1秒就是響應時間。
1.1.1.2 吞吐量
吞吐量是指每秒能處理多少請求數量，好比你吃飯，每秒能吃下多少顆米飯。秒查詢率：秒查詢率是指每秒響應請求數，和吞吐量差不多。併發使用者數：同時承載正常使用系統功能的使用者數量。例如一個即時通訊系統，同時線上量一定程度上代表了系統的併發使用者數。
1.1.2高併發的巨集觀⽬標
⾼併發絕不意味著只追求⾼效能。從巨集觀角度看，⾼併發系統設計的⽬標有三個：⾼效能、⾼可⽤，以及⾼可擴充套件。就是所謂的“三⾼”，三⾼不是孤⽴的，⽽是相互⽀撐的。⾼效能：效能體現了系統的並⾏處理能⼒，在有限的硬體投⼊下，提⾼效能意味著節省成本。同時，效能也反映了⽤戶體驗，響應時間分別是100毫秒和1秒，給⽤戶的感受是完全不同的。⾼可⽤：表⽰系統可以正常服務的時間。另外，如果系統只能做到90%可⽤，也會⼤⼤拖累業務。⾼擴充套件：表⽰系統的擴充套件能⼒，流量⾼峰時能否在短時間內完成擴容，更平穩地承接峰值流量，⽐如雙11活動、明星離婚等熱點事件。
2 常見的網際網路分層架構
常見網際網路分散式架構如上，分為：客戶端層：典型呼叫方是瀏覽器browser或者應用APP。反向代理層：系統入口，反向代理。站點應用層:實現核心應用邏輯，返回HTML或者JSON。服務層：如果實現了服務化，就有這一層。資料-快取層：快取加速訪問儲存。資料-資料庫層：資料庫固化資料儲存。
2 分層水平擴充套件架構實現高併發架構
2.1.1 反向代理層的水平擴充套件
反向代理層的水平擴充套件，是通過“DNS輪詢”實現的：dns-server對於一個域名配置了多個解析ip，每次DNS解析請求來訪問dns-server，會輪詢返回這些ip。當nginx成為瓶頸的時候，只要增加伺服器數量，新增nginx服務的部署，增加一個外網ip，就能擴充套件反向代理層的效能，做到理論上的無限高併發。
2.1.2 站點層的水平擴充套件
站點層的水平擴充套件，是通過“nginx”實現的。通過修改nginx.conf，可以設定多個web後端。當web後端成為瓶頸的時候，只要增加伺服器數量，新增web服務的部署，在nginx配置中配置上新的web後端，就能擴充套件站點層的效能，做到理論上的無限高併發。
2.1.3 服務層的水平擴充套件
服務層的水平擴充套件，是通過“服務連線池”實現的。站點層通過RPC-client呼叫下游的服務層RPC-server時，RPC-client中的連線池會建立與下游服務多個連線，當服務成為瓶頸的時候，只要增加伺服器數量，新增服務部署，在RPC-client處建立新的下游服務連線，就能擴充套件服務層效能，做到理論上的無限高併發。
如果需要優雅的進行服務層自動擴容，這裡可能需要配置中心服務自動發現功能的支援。
2.1.4 資料層的水平擴充套件
在資料量很大的情況下，資料層（快取，資料庫）涉及資料的水平擴充套件，將原本儲存在一臺伺服器上的資料（快取，資料庫）水平拆分到不同伺服器上去，以達到擴充系統性能的目的。
這裡需要注意的是，通過水平拆分來擴充系統性能，與主從同步讀寫分離來擴充資料庫效能的方式有本質的不同。
通過水平拆分擴充套件資料庫效能：每個伺服器上儲存的資料量是總量的1/n，所以單機的效能也會有提升；n個伺服器上的資料沒有交集，那個伺服器上資料的並集是資料的全集；資料水平拆分到了n個伺服器上，理論上讀效能擴充了n倍，寫效能也擴充了n倍（其實遠不止n倍，因為單機的資料量變為了原來的1/n）。 通過主從同步讀寫分離擴充套件資料庫效能：每個伺服器上儲存的資料量是和總量相同；n個伺服器上的資料都一樣，都是全集；理論上讀效能擴充了n倍，寫仍然是單點，寫效能不變。
4 結束語
併發量，是一個容量的概念，服務可以接受的最大任務數量，動態的看待它，還需要把效能考慮進去。效能，是一個速度的概念，單位時間內可以處理的任務數量。高併發和高效能是緊密相關的，提高應用的效能，是肯定可以提高系統的併發能力的。應用效能優化的時候，對於計算密集型和IO密集型還是有很大差別，需要分開來考慮。
增加伺服器資源（CPU、記憶體、伺服器數量），絕大部分時候是可以提高應用的併發能力和效能（前提是應用能夠支援多工平行計算，多伺服器分散式計算才行），但也是要避免其中的一些問題，才可以更好的更有效率的利用伺服器資源。