从零开始学架构二 架构设计流程
从零开始学架构二 架构设计流程
识别复杂度
架构的复杂度主要来源于“高性能”“高可用”“可扩展”等几个方面
- “高性能”主要从软件系统未来的TPS、响应时间、服务器资源利用率等客观指标，也可以从用户的主观感受方面去考虑。
- “可用性”主要从服务不中断等质量属性，符合行业政策、国家法规等方面去考虑。
- “扩展性”则主要从功能需求的未来变更幅度等方面去考虑。
常见的性能指标：nginx负载均衡性能是3万左右，mc的读取性能5万左右，kafka号称百万级，zookeeper写入读取2万以上，http请求访问大概在2万左右。
消息队列的复杂性主要体现在这几个方面：高性能消息读取、高可用消息写入、高可用消息存储、高可用消息读取。
设计备选方案
（1）备选方案不要过于详细。备选=阶段解决的是技术选型问题，而不是技术细节。
（2）备选方案的数量以 3~5个为最佳。
（3）备选方案的技术差异要明显。
（4）备选方案不要只局限于已经熟悉的技术。
评估和选择备选方案
RocketMQ 和 Kafka 有什么区别？
（1） 适用场景
Kafka适合日志处理；RocketMQ适合业务处理。
公号-Java大后端
2018-05-24
极客时间
hongfenghuoju/7832[2018/8/6 9:13:44]
（2） 性能
Kafka单机写入TPS号称在百万条/秒；RocketMQ大约在10万条/秒。Kafka单机性能更高。
（3） 可靠性
RocketMQ支持异步/同步刷盘;异步/同步Replication；Kafka使用异步刷盘方式，异步Replication。RocketMQ所支持的同步方式提升了数据的可靠性。
（4） 实时性
均支持pull长轮询，RocketMQ消息实时性更好
（5） 支持的队列数
Kafka单机超过64个队列/分区，消息发送性能降低严重；RocketMQ单机支持最高5万个队列，性能稳定（这也是适合业务处理的原因之一）
详细方案设计
Nginx的负载均衡策略，五个
备选有轮询、权重分配、ip_hash、fair、url_hash
轮询（默认）
每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，后端服务器分配的请求数基本一致，如果后端服务器“down掉”，能自动剔除。
加权轮询
根据权重来进行轮询，权重高的服务器分配的请求更多，主要适应于后端服务器性能不均的情况，如新老服务器混用。
ip_hash
每个请求按访问IP的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，主要用于解决session的问题，如购物车类的应用。
fair
按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配，能够最大化地平衡各后端服务器的压力，可以适用于后端服务器性能不均衡的情况，也可以防止某台后端服务器性能
不足的情况下还继续接收同样多的请求从而造成雪崩效应。
url_hash
按访问URL的hash结果来分配请求，每个URL定向到同一个后端服务器，适用于后端服务器能够将URL的响应结果缓存的情况。
1.数据库表如何设计？
数据库设计两类表，一类是日志表，用于消息写入时快速存储到MySQL中；另一类是消息表，每个消息队列一张表。
业务系统发布消息时，首先写入到日志表，日志表写入成功就代表消息写入成功；后台线程再从日志表中读取消息写入记录，将消息内容写入到消息表中。
业务系统读取消息时，从消息表中读取。
日志表表名为MQ_LOG，包含的字段：日志ID、发布者信息、发布时间、队列名称、消息内容。
消息表表名就是队列名称，包含的字段：消息ID（递增生成）、消息内容、消息发布时间、消息发布者。
日志表需要及时清除已经写入消息表的日志数据，消息表最多保存30天的消息数据。
2.数据如何复制？
直接采用MySQL主从复制即可，只复制消息存储表，不复制日志表。
3.主备服务器如何倒换？
采用ZooKeeper来做主备决策，主备服务器都连接到ZooKeeper建立自己的节点，主服务器的路径规则为“/MQ/server/分区编号/master”，备机为“/MQ/server/分区编
号/slave”，节点类型为EPHEMERAL。
备机监听主机的节点消息，当发现主服务器节点断连后，备服务器修改自己的状态，对外提供消息读取服务。
4.业务服务器如何写入消息？
消息队列系统设计两个角色：生产者和消费者，每个角色都有唯一的名称。
消息队列系统提供SDK供各业务系统调用，SDK从配置中读取所有消息队列系统的服务器信息，SDK采取轮询算法发起消息写入请求给主服务器。如果某个主服务器无响应或者
返回错误，SDK将发起请求发送到下一台服务器。
5.业务服务器如何读取消息？
消息队列系统提供SDK供各业务系统调用，SDK从配置中读取所有消息队列系统的服务器信息，轮流向所有服务器发起消息读取请求。
消息队列服务器需要记录每个消费者的消费状态，即当前消费者已经读取到了哪条消息，当收到消息读取请求时，返回下一条未被读取的消息给消费者。
6.业务服务器和消息队列服务器之间的通信协议如何设计？
考虑到消息队列系统后续可能会对接多种不同编程语言编写的系统，为了提升兼容性，传输协议用TCP，数据格式为ProtocolBufer
补充：
1、发送端和消费端如何寻址
利用zookeeper做注册中心，把broker的地址注册到zk上，发送端和消费端只要配置注册中心的地址即可获取集群所以broker地址，当有broker下线时，发送端和消费端能及时更新broker地
址。
2、发送端消息重试
当发送消息发生网络异常时（不包括超时异常），可以重新选择下一台broker来重试发送，重试策略可以自定义。
3、消息消费采用pull还是push？
考虑push模式会更复杂，故放弃，采用pull模式，消费端主动去拉，为了达到与push模式相同的低延迟效果，可以采用长轮询的方式，消费端轮询拉取消息费，当有消费可消费时，返回消息，
如果没有可消费的消息，挂起当前线程，直到超时或者有可消费的消息为止。
4、消息重复问题
消息中间件不解决消息重复的问题，有业务系统自己根据业务的唯一id去重。
5、顺序消息
发送端在发生顺序消息时，只发送到相同broker的相同队列，消费端消费时，顺序消息只能由同一个消费端消息。
6、定时消息
发送端指定消息延时多长时间消费，broker端定时扫描定时消息，达到延时时间的消息加入到消费队列。
7、事务消息
发送端分两步，先预发送消息，broker端只记录消息为预发送状态，再执行本地事务，然后再根据本地事务的成功或者失败发送确认消息（回滚还是提交），这步如果发生异常，broker启动定
时任务，把未确认的消息发送给发送端回查事务状态（需要发送端提供回查接口）。
Memcache是纯内存缓存，支持基于一致性hash的集群；而Redis同时支持持久化、
支持数据字典、支持主备、支持集群，看起来比Memcache好很多啊
