Ⅰ 視頻直播APP源碼製作,如何保持系統的流暢運行呢
通常在觀看直播時我們可以發現,那些網紅主播或者明星入駐直播平台直播時,同一時間內直播間的人數可能會達到幾十萬甚至幾百萬人。這也就是我們常說的高並發問題。那麼在開發直播app軟體過程中,怎樣才能保持系統的流暢運行呢?
(1)客戶端層
能夠處理各種設備的兼容問題,包括ios、Android、Windows和web等各種開發平台的語言適配,是系統流暢度的重要保障。再加上消息通道的管理維護,包括移動端的弱網管理和斷線重連等。以保證數據安全,所有上下行的數據包都進行加密處理,從而避免數據泄露或中間人攻擊等安全風險。
(2)網關接入層
直播app軟體開發會涉及到管理大量客戶端的連接,單個節點可以維護數十萬量級的客戶端。處理不同類型客戶端的協議兼容,由於客戶端實現技術的多樣性,導致客戶端與網關之間底層的數據通信協議存在差異,需要由不同的接入網關做協議轉換。
(3)路由層
業務層接入的「中轉站」,同時承擔負載均衡的作用。單個業務節點處理能力達到瓶頸時,更方便擴容。路由層使業務層的擴容對前置網關層完全透明,當一個網路的業務集群出現網路故障時,可以切換到備用網路從而保證直播服務的可用性。
(4)業務層
主要處理聊天室內的業務消息,一個集群內有眾多節點且相互對等,任何一個節點出現故障都會使整個集群的處理能力下降,但是並不會引起服務的中斷,因為其他節點可以繼續接管業務數據包的處理,也是直播app軟體的業務伺服器部署採用水平擴展、主從讀寫分離方式的重要原因。
Ⅱ JAVA語言的情況下,怎麼架設一個完整的app後台
說說自己總結的幾個點。設計支持高並發的應用步驟如下。1,根據app的實際業務設計合適的數據模型。這里說的數據模型主要是指業務實體有哪些,彼此的關聯是怎樣。2,思考每個業務實體,數據量,訪問的頻率和讀寫比率,查詢的復雜程度等方面,設計整個應用的數據管理方案。數據訪問盡可能簡單獨立,避免復雜的sql,便於後續性能擴展。對接關系型資料庫用ibatis比較靈活,容易管理。3,數據管理方案確定之後就成功一大半啦~ spring可以幫助你更好的管理代碼的依賴結構,便於理解和重構,如果只是簡單的後端介面加上native的app,基本上不需要mvc框架。對於支持大並發應用,制定的數據管理方案,選擇合適的數據管理中間件是重點。而框架往往用來是幫助提升開發效率,優化代碼組織結構,用的好也不會提升性能,用不好會大概率影響性能和並發量。
Ⅲ 一般互聯網公司 如何進行高並發的架構
一、什麼是高並發
高並發(High Concurrency)是互聯網分布式系統架構設計中必須考慮的因素之一,它通常是指,通過設計保證系統能夠同時並行處理很多請求。
高並發相關常用的一些指標有響應時間(Response Time),吞吐量(Throughput),每秒查詢率QPS(Query Per Second),並發用戶數等。
響應時間:系統對請求做出響應的時間。例如系統處理一個HTTP請求需要200ms,這個200ms就是系統的響應時間。
吞吐量:單位時間內處理的請求數量。
QPS:每秒響應請求數。在互聯網領域,這個指標和吞吐量區分的沒有這么明顯。
並發用戶數:同時承載正常使用系統功能的用戶數量。例如一個即時通訊系統,同時在線量一定程度上代表了系統的並發用戶數。
二、如何提升系統的並發能力
互聯網分布式架構設計,提高系統並發能力的方式,方法論上主要有兩種:垂直擴展(Scale Up)與水平擴展(Scale Out)。
垂直擴展:提升單機處理能力。垂直擴展的方式又有兩種:
(1)增強單機硬體性能,例如:增加CPU核數如32核,升級更好的網卡如萬兆,升級更好的硬碟如SSD,擴充硬碟容量如2T,擴充系統內存如128G;
(2)提升單機架構性能,例如:使用Cache來減少IO次數,使用非同步來增加單服務吞吐量,使用無鎖數據結構來減少響應時間;
在互聯網業務發展非常迅猛的早期,如果預算不是問題,強烈建議使用「增強單機硬體性能」的方式提升系統並發能力,因為這個階段,公司的戰略往往是發展業務搶時間,而「增強單機硬體性能」往往是最快的方法。
不管是提升單機硬體性能,還是提升單機架構性能,都有一個致命的不足:單機性能總是有極限的。所以互聯網分布式架構設計高並發終極解決方案還是水平擴展。
水平擴展:只要增加伺服器數量,就能線性擴充系統性能。水平擴展對系統架構設計是有要求的,如何在架構各層進行可水平擴展的設計,以及互聯網公司架構各層常見的水平擴展實踐,是本文重點討論的內容。
三、常見的互聯網分層架構
常見互聯網分布式架構如上,分為:
(1)客戶端層:典型調用方是瀏覽器browser或者手機應用APP
(2)反向代理層:系統入口,反向代理
(3)站點應用層:實現核心應用邏輯,返回html或者json
(4)服務層:如果實現了服務化,就有這一層
(5)數據-緩存層:緩存加速訪問存儲
(6)數據-資料庫層:資料庫固化數據存儲
整個系統各層次的水平擴展,又分別是如何實施的呢?
四、分層水平擴展架構實踐
反向代理層的水平擴展
反向代理層的水平擴展,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,就能擴展反向代理層的性能,做到理論上的無限高並發。
站點層的水平擴展
站點層的水平擴展,是通過「nginx」實現的。通過修改nginx.conf,可以設置多個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,就能擴展站點層的性能,做到理論上的無限高並發。
服務層的水平擴展
服務層的水平擴展,是通過「服務連接池」實現的。
站點層通過RPC-client調用下游的服務層RPC-server時,RPC-client中的連接池會建立與下游服務多個連接,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接,就能擴展服務層性能,做到理論上的無限高並發。如果需要優雅的進行服務層自動擴容,這里可能需要配置中心裡服務自動發現功能的支持。
數據層的水平擴展
在數據量很大的情況下,數據層(緩存,資料庫)涉及數據的水平擴展,將原本存儲在一台伺服器上的數據(緩存,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。
互聯網數據層常見的水平拆分方式有這么幾種,以資料庫為例:
按照范圍水平拆分
每一個數據服務,存儲一定范圍的數據,上圖為例:
這個方案的好處是:
(1)規則簡單,service只需判斷一下uid范圍就能路由到對應的存儲服務;
(2)數據均衡性較好;
(3)比較容易擴展,可以隨時加一個uid[2kw,3kw]的數據服務;
不足是:
(1)請求的負載不一定均衡,一般來說,新注冊的用戶會比老用戶更活躍,大range的服務請求壓力會更大;
按照哈希水平拆分
每一個資料庫,存儲某個key值hash後的部分數據,上圖為例:
這個方案的好處是:
(1)規則簡單,service只需對uid進行hash能路由到對應的存儲服務;
(2)數據均衡性較好;
(3)請求均勻性較好;
不足是:
(1)不容易擴展,擴展一個數據服務,hash方法改變時候,可能需要進行數據遷移;
這里需要注意的是,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性能的方式有本質的不同。
通過水平拆分擴展資料庫性能:
(1)每個伺服器上存儲的數據量是總量的1/n,所以單機的性能也會有提升;
(2)n個伺服器上的數據沒有交集,那個伺服器上數據的並集是數據的全集;
(3)數據水平拆分到了n個伺服器上,理論上讀性能擴充了n倍,寫性能也擴充了n倍(其實遠不止n倍,因為單機的數據量變為了原來的1/n);
通過主從同步讀寫分離擴展資料庫性能:
(1)每個伺服器上存儲的數據量是和總量相同;
(2)n個伺服器上的數據都一樣,都是全集;
(3)理論上讀性能擴充了n倍,寫仍然是單點,寫性能不變;
緩存層的水平拆分和資料庫層的水平拆分類似,也是以范圍拆分和哈希拆分的方式居多,就不再展開。
五、總結
高並發(High Concurrency)是互聯網分布式系統架構設計中必須考慮的因素之一,它通常是指,通過設計保證系統能夠同時並行處理很多請求。
提高系統並發能力的方式,方法論上主要有兩種:垂直擴展(Scale Up)與水平擴展(Scale Out)。前者垂直擴展可以通過提升單機硬體性能,或者提升單機架構性能,來提高並發性,但單機性能總是有極限的,互聯網分布式架構設計高並發終極解決方案還是後者:水平擴展。
互聯網分層架構中,各層次水平擴展的實踐又有所不同:
(1)反向代理層可以通過「DNS輪詢」的方式來進行水平擴展;
(2)站點層可以通過nginx來進行水平擴展;
(3)服務層可以通過服務連接池來進行水平擴展;
(4)資料庫可以按照數據范圍,或者數據哈希的方式來進行水平擴展;
各層實施水平擴展後,能夠通過增加伺服器數量的方式來提升系統的性能,做到理論上的性能無限。