1，系统设计原则及技术指标
系统-技术设计原则
好系统是迭代出来的。
先解决核心的问题，预测未来可能出现的问题。第一版 1000人，所以单机。
不要过度复杂化系统。
先行的规划和设计。
对现有的问题有方案，对未来系统有预案。
无状态原则：
无状态：对单词请求的处理，不依赖于其他的请求。
处理一次请求所需的全部信息，都在这个请求中，要么可以从外部获取（配置文件，外部存储（redis）），
服务器本身不存储任何信息。
总结：服务器是不保存请求状态的服务，就是无状态。
所有需要鉴权的都是有状态？token。
服务器是不是可以 无限扩展，水平扩展。
token：
1。 不存token。坏处：不好控制。token可以自过期（jwt）。
2。存token。坏处：存储负担。
拆分原则：
巨石系统。
用户量大，业务复杂了，公司可以投入的资源多了。
拆：高内聚，低耦合。
系统维度：商品系统，购物车系统，支付系统，优惠券系统等等。
需要和产品经理配合。
电商系统：用户系统，订单系统。
将这个系统尽量做成黑盒。
功能维度：优惠券系统：后台创建券的系统，用户领券系统，用券系统。
**读写维度：**读写比例特征进行拆分。读服务（多级缓存）和写服务（分区、分库分表）。
切面：cdn。对系统功能进行详细的梳理。aop。
模块：基础架构组，二方库。数据库连接模块，分库分表模块，综合消息队列（统一配置，主流消息队列 ），。
服务化原则：单节点？节点集群？
服务化原则：1万个服务，url。服务治理：自动注册与发现。流量不可控，限流、熔断、降级、隔离、恢复。
项目介绍。带上自己的思考。
代码：埋点。
系统-业务设计原则
防重原则，幂等原则
识别什么是重复？读？和写（有些不用，逻辑删除update 0->0，update set = 0 where = 1）,每次都+1。？。
针对重复做拒绝。
模块服用原则：当你有拷贝欲望的时候，就要考虑代码的重构了。沉淀通用功能。
可追溯原则：任何问题，要有据可查，要好定位。
反馈原则：给调用方一个明确的反馈。
A：用户名不存在，账号密码错误，用户无权限。
B：登录错误，请重试。
备份原则：
代码备份：git，分支
数据备份：运维备份。操作记录备份。
人员备份：也就是 不因某个人离职，而导致项目的停滞。
规范。定期review，提交之前有责任人。罚款。gerrit。
分享：挑刺。
软件质量衡量标准
从你不同的维度对我负责的项目进行评判。 面试、晋升，工作中。
晋升：总结过去（衡量的标准），展望未来
ios/iec 250xxxxx。
功能性：满足功能要求。
效能：投入多少，产出多少。
兼容性：
易用性：
可靠性：容错，可恢复。
安全：
可维护性：
可移植性：
我自己舒服，第二别人觉得我厉害。
答疑：
二方库：自己公司内部的公共模块。
在别人的烂代码上做功能扩展怎么破？感觉烂又不敢动，太难了。
解决方案：保证黑盒。由小到大（一行代码，一个方法，一个类，一个模块）。
互联网项目：oa（卖出去的）。bat。
表现自己的思考。
系统衡量指标
吞吐量
单位时间内，能接受和发出的数据量。业务、配置。
TPS: Transaction Per Second，事务：请求，处理，响应。
QPS：Queries Per Second，
tps和qps：之间的换算关系，必须由指定的业务场景来定。
并发数
300 并发用户数？并发连接数？并发请求数？并发线程数？
响应时间&平均响应时间
RT：
阿姆达尔定理：
加速比：Rm=T老/T新。
增强比例：p=m/总
T新=T老 * [(1-p)+p/Rm]
P大的。Rm
io。Rm
可靠性指标
串联：99% 99% 99% 99% 99% 越乘以 越小= 95%
冗余：
并联：1-(1-r1)*(1-r2)(1-r3)** 越乘以 越大？
消除单点。
化串联为并联：
你出去买东西，一手交钱一手交货。你从网上买东西时，你先付钱，一段时间后才会给你发货，这就爸交钱和交货分开了，它能不能发货不影响你付账
项目面试要点
需求。必须熟悉。
解决方案。校验，token，黑名单，权限。
难点。重点：过程。找原因（原理，源码），并解决。
1。突出解决问题的能力。2。技术深度。
不好编，作为一个大牛，怎么可以有难点
黄晟
可以说项目中遇到的问题、瓶颈，怎么解决的
2，客户端优化
客户端优化
资源的获取，资源的处理，资源的展示。
资源：样式文件，脚本文件，图片，视频，文本等等。
浏览器：DOM树。
过程：
1。资源下载。
快：压缩。
不必要的cookie。
1k 1一亿个呢？ 8亿。
JavaScript：删除无效字符，注释：1。减少体积。2。代码安全。语义合并。
CSS：类似。语义合并。9行。原来10个按钮 10个样式，class 1个样式。
http请求压缩：
head中加参数：Accept-Encoding：gzip，deflate
表示 客户端 可以接受的压缩内容的格式。
服务端响应：head: Content-Encoding:gzip
在服务端：手动做一些压缩的操作。
减少请求：
资源数目多、体积小，频繁创建http链接？
雪碧图：样式文件 background-postition:
js合并。
矢量图：<svg >
base64图片。
40% 以下。gzip 对文本文件的压缩 能压缩到原来的 40%以下。
转移给第三方。
连接：
http1.0 http 1.1（）
http没有长短连接一说，长短连接 是 针对tcp的。
http是针对 请求和响应模式的，只要服务端给了响应，本次http连接 结束。
http1.1 发请求的时候，在请求头中：connection:keep-alive。
好处：减少了 创建和销毁连接的 消耗。
例子：网页，（css,js，html），baidu.com。
header里设置超时。
长轮询 和 短轮询
长轮询：发现服务端没有变化的话，那么将当前请求挂起一段时间，如果没变化，一直等到超时，如果有变化，则返回。
假如是查询数据库的，那不是一直要不停的查询吗？
1。 用redis。
2。发布 订阅。
形成自己的解决问题的 思路的框架。
双工通信
netty，websocket（ws）。
http在tcp的基础上 有 长 短 轮询。
tcp链接 有 长短。
现在 基本上都是http1。1 默认支持长连接。
长轮询 ：是服务端控制的。
双工通信：前后端 可以彼此 交互。
connection: keep-alive
keep-alive: timeout=60s
资源的缓存
页面缓存，客户端本地缓存（）
页面的缓存：可以控制 客户端、各级代理（中间的各个节点）、 对页面资源的缓存。
如何控制：headers : Cache-Control:public
可缓存性：
pubic（服务器 响应中）: 各级都能缓存。
private（服务器 响应中）: 只能 客户端 缓存，中间各级不缓存。
no-cache: (请求，响应)：可以缓存，但是不能直接使用缓存，要去服务端验证一下。
no-store: (请求，响应)：哪都不要存。
缓存有效期：
max-age=秒，缓存可以存活的时间。
s-maxage=秒，在各级节点存活的时间，如果是 客户端存储忽略。
max-stale=秒，可以忍受资源过期的时间。
min-fresh=秒，
重新验证和加载的设置
must-revalidate: 服务器重新验证之前，不可以使用该资源。
proxy-revalidate: 各级节点有效。
no-transform: 不能压缩图像。
only-if-cached: 只要缓存的，不要服务器的资源。
header：
Cache-Control: pulic, max-age=10,no-transform
缓存更新不及时：
1。更新文件名：版本号，url时间戳的变化。my-js.js。my-js-1.js。客户端和服务器要达成一致。
发布上线一个文件，这个文件名是变的，那么 缓存的文件 就失效了。
2。验证 缓存的有效性。
基于 文件的最后修改时间。
服务端：last-modified : 最后修改时间。
客户端：if-modified-since ：自己需要资源的时间。
你要我1个手机，我给你手机，手机贴标：时间戳。。304，不返回具体资源。200：返回具体资源。
基于：版本号的。
etag: 版本号。
客户端在请求中：if-none-match:
2。 解析。元素，样式，脚本。
目的? 优化解析。
1。优化正常解析流程。
元素
css样式文件 render tree 布局好， 绘制。
js脚本
回流：
重绘：
目的：缩小 回流和重绘的 范围。
方法：分几个块。
2。创新解析流程。：
虚拟dom（Virtual DOM）。算法，比较前后两个dom的区别。
如果改变不了 它 本来的面目，那么就给 它 化化妆，改变展现的面目。
oracle 物化视图？
缓存 redis？
懒加载
h5 app 界面。
懒加载：仅仅加载 最基础的元素，以后，再根据用户的操作，进行局部加载。将原来一次性要加载的内容拆分成了多次加载。分流。
回流、重绘。
app上的，
树形组件，折叠面板，标签页。
尽量灵活一些，支持多种情况。
到了不得不看具体数据的时候，才调用后端。
但是也不一定，一些 经常不变的数据，就没必要了。
预加载
先后顺序。
1 2 3 4 5 ---10
1。同一个域名下。
拉去资源
<link rel="preload" href="xxxx.js" />
<link rel="prefetch" href="xxxx.js" />
2。不同域名下。
A，B，C
减少域名解析此时：dns缓存。
DNS预获取。
dns解析速度，被很多人忽视。蚊子腿也是肉。
预解析：
dns解析，多级递归查询。对时间是消耗，我们想办法节省时间。
我们在当前页面，完成对下一个页面域名的解析，而在下一个页面直接使用预解析之后的结果。
dns prefetching。
告知浏览器 打开域名的预解析
<meta http-equiv="x-dns-prefetch-control" content="on">
解析谁
<link rel="dns-prefetch" href="//www.baidu.com">
<meta http-equiv="x-dns-prefetch-control" content="off">
拉去资源
<link rel="preload" href="xxxx.png" />
<link rel="prefetch" href="xxxx.js" />
preload: 针对当前页面，更早的去下载资源，当前页面的资源。
音频，视频，embed，图片，js，css，
prefetch: 针对下一页，如果下个页面 存在比较大的资源，当前页面处理完，浏览器闲置的时候，
会去加载 该资源。
扩展：
图片->base64->放到 css文件里。
客户端数据库
一个用户1k，1000w个用户 10G。
cookie算一个：过期时间，坏处：
sqllite。
动静分离
媒体类网站：一篇新闻，
数据不仅包括 传统意义上的页面，也包括 没有和访问者相关的个性化数据。
缓存：
把静态数据 放到 离用户最近的地方。：浏览器，cdn，服务端的cache。
链接和数据做映射。url1 获得一个数据。key value。如果缓存到了 客户端，都不用发http请求了。
nginx,apache。
怎么做？
url唯一，做映射。
特殊展示的元素做分离：尽可能的多做静态化。
将页面中的cookie，与用户个性化相关的 东西 去掉。
架构方案：
静态服务器：nginx,apache
统一缓存管理服务：缓存做分发。
上CDN得了。
数据库查的 数据 + 样式文件 = html文件。
客户端优化 到此为止
用户在客户端中的优化。
网络分发
请求 从 客户端出来之后的优化。
DNS
目的：将域名解析成IP地址。
理解成：web服务，挂着一个 分布式数据库，并且提供了 crud功能。
记录类型：
A（Address）：域名和IP的对应关系。
CName（Canonical Name）：域名和域名的对应关系。
NS（name server）：域名和 能解析此域名的域名服务器 的对应关系。
服务器类型
根域名服务器：13个。
A：主根，其他：辅根。2020年8月统计：1097个根域名服务器。
根服务器的镜像服务器：
域名解析流程
教科书：
LDNS。www.baidu.com
缓存
xxx.a.baidu.com hosts
浏览器
操作系统：hosts
LDNS:
a.baidu.com ns服务器
回答问题：
域名和域名的对应关系怎么理解？
xiaodoufu.com zhangdou.com
优化：
1。提前做好dns缓存。
2。A 记录，域名 对应 多个 Ip？结论：通过dns做负载均衡。
缺点：时效性问题。负载均衡算法 无法灵活使用。
CDN
结论：大型系统，部署多个节点。
请求多个节点如何做优化：
1。将请求分配到多个节点上，减少每个节点的并发数。
2。将请求落到离用户最近（地理位置最近，网络拓扑最近）的节点上。
cdn：放静态资源。
cdn两个关键节点：
源站：核心业务系统，所有信息的源头。
缓存（边缘）节点：静态资源。
流程：画图。
节点数目：
设计CDN
用户来源（如何识别，根据ip地址查询用户 地理信息）
就近分发（）
1。www.mashibing.com: cname www.mashibing.com---xiaodoufu.com
if(地理信息 是否 是 北京的){
指向 北京
}else{
指向 杭州。
}
内容的缓存：
/xxx.html /xxx.png 静态 缓存到 cdn中。
做好映射：/xxx.html value：响应的值。
扩展：
数据来源：
1。启动时，初始化。内置好。
2。增量更新。有效期。
CDN总结
流程图OK
扩展一下（类似于：注册中心）：
地址的获取：
内容的请求：
多地址直连
功能：将用户动态的请求 做分发。
用户、调用方。
cdn服务商，管理服务的通讯录。维护用户的cdn节点（源站 ：提供动态内容）的列表。
cdn节点（真正提供服务的节点）。
方案：
注册中心：优化：客户端缓存。
规则中心
更简化的方法：将选择权 交个用户。
代理
请求到了确定的IP。IP不一定是真正提供服务的机器，只是他们对外提供的统一的IP。
正向代理
反向代理
识别用户的请求：
应用层 http ftp
表示层
会话层
传输层 tcp
网络层
数据链路层
物理层
4层反向代理：根据用户的ip和端口。
7层反向代理：根据用户协议，方法，头，正文参数，cookie。掌握更多的内容，更智能，效率低。
upstream：
access_by_lua_file.
负载均衡算法
轮询：RR。Round Robin。挨个发。适用于所有服务器硬件都相同的场景。一个一个来，
代码实现：
加权：WRR。Weight round robin。
代码实现：比如两个服务，一个权重是6 ，另一个权重是4。
1-10之间去 随机数。如果取到 1-6，那么 找6权重的服务。
如果取到 7-10，找 4权重的服务。
随机
random。
hash（原地址散列） Source Hashing
请求来的Ip 是 a， 我将a进行hash ，做成 对应到 1好 服务节点。
好处：便于session维护。
hash
最少链接 Least connecitons
将请求路由到 最少链接的服务器上。
代码实现：
redis存储结构：hash。 hset key field value
服务集群方案
并发和并行
并行：在某个时间点，多个任务进行。
并发：在某个时间点，只有一个任务进行。但是 在一个时间段，有多个任务同时进行。
集群。
集群缺点：
注意幂等。（幂等：每次操作都是一样的结果）
注意数据存储的共享。
杨通
弄一个数据共享的模块？
瞿菲
分布式事务吧
无状态节点集群
做集群的时候，不要修改服务内存的数据。
无状态：请求到达服务器，携带了服务端所需要的所有参数，服务端（服务的内存）不存储
所有跟请求相关的任何数据。map
有状态：在服务端存储之前的请求信息，用于后面请求的处理。
集群一般用无状态。确保无状态，必须保证所有接口都是恒等类，系统内存中存储的数据不能发生变化。可以
考虑通过 公共存储，实现无状态。
协作的问题：
定时任务，发短信。
锁：在程序执行的时候判断是否可以发？
外部唤醒：
内部和外部。
单一服务节点集群
选服？实时对战。长连接。
关键：实现用户和服务器对应关系的映射。
手动选择服务器
用户id分配服务器
解决了有状态的问题。
容错性差。
信息共享节点集群
多个服务共同连接：共享的存储。
协作：
缺点：受到共享存储的限制。存储容量，读写性能。故障的单点，瓶颈所在。
信息一致节点集群
读写分离。
分流。
存储之间：数据一致性问题。
强一致：
弱一致：最终一致
分布式系统
统一接口的定义。彼此当成黑盒。
微服务
总结：
一个服务---服务的分身（复制多份）----垂直切分。
如何实现的高并发：
高并发系统中的代码，就是我们普通的代码。
if else for
大量的机器，架构设计。
项目上线----加机器------优化架构------沉淀技术（中间件）----
课程后面加代码实践。
CAP
一致性。
越往上发展，设计和理论越显得重要。
是理解分布式系统的起点。
C 一致性，A 可用性，P 分区容错性，不可能同时满足，三者中选二挑一。
数据的一致性，从什么角度去看？
读、写。
P：分区容错性。
分区：
容错：
形成分区的原因只有网络故障这一种吗
网络的8大谬误：
1 网络总是可靠的：
2 没有延迟。
3 带宽无限
4 网络总是安全的。
5 网络拓扑不会改变。
6 只有一个管理员
7 传输代价为0：
8 网络是同构的。
P 必须保证。即使网络出现问题，我们的系统也要能正常使用。
三选二挑一。
P CA。
那P可以通过哪些方式保证呢？
数据被复制到其他节点上。提前把数据给你。mysql，redis：slaveOf ，zk。
为什么只能选 AP，CP？
一致性：写什么，就能读出什么。写：原子操作。
强一致性：写操作完成，后续的所有的读都能看到新数据。
弱一致性：写操作后，对该数据的读，可能是新值，也可能是旧值。
最终一致性：写后，读在一段时间内，可能读的是旧值，但是 最终，能读到新值。
可用性：向未崩溃的节点发请求，总能收到响应。有数据就行，管它对不对。
如何取舍？
看业务要求，或者说容忍度。
（中间件去聊）
AP：web缓存，dns，cdn。（大部分情况下）
不错的策略：
保证可用性和分区容错性，保证AP，兼顾C一致性（舍弃强一致性，保证最终一致性）。
电商：买东西 送积分。先买东西，积分次日到账。
红包，
如果保证强一致性，会对吞吐量造成负面影响。
A、B两系统，合起来完成一个业务。
A用10s，B用10s。一共 20s。10s。解耦。
信息一致性方案：
前面所有内容：服务和服务之间的并发。
服务内的并发
多进程
每个进程之间，资源独立，具有很强的隔离性。
java -jar xxxx.jar: 启动一个java进程。
两台物理机：a、b、c三个服务。
多线程
一个方法：先计算，然后 等待io，
出租车 计费：
时长计费（1min 多少钱），里程计费（1公里 多少钱）。
future。
目的：
1 提高效率。
2 实现异步。提前释放主线程。（降低了响应时间，节省了保持客户端和服务连接的资源）
线程数的计算
公式一：线程数=cpu核数 * cpu利用率 * (1+w/c)。
cpu利用率：0-1之间。
双核：0.4s, 0.6, = 50%。
算的时候，用100%。
线程数=cpu核数 * (1+w/c)。
w：等待时间，c：计算时间。wait/computer
2c cpu 2ms, 1ms == 2*(1+2)=6 个线程。
直观的结论：等待越久，线程数越高。
wc：
公式二：
线程数=cpu核数/(1-阻塞系数)。
阻塞系数：计算密集型：0，IO密集型：1。
统一公式：
cpu核数 * (1+w/c)=cpu核数/(1-阻塞系数)
阻塞系数= w/w+c。
实际以压测为准。
线程数，qps，机器配置。
cpu核数 * (1+w/c)
IO密集型和计算密集型的计算方式不一样吧老师
2 cpu核数。
计算密集型： cpu核数
压测为准。
缓存设计
分流：到达服务之前，减少服务处理的请求数。
并发：到达服务之后，提升服务处理的请求数。
缓存设计
导流：将原本复杂的操作请求（sql 大堆），引导到简单的请求上。前人栽树后人乘凉。
缓存：空间换时间的一个做法。
redis, memcached,localcache guava，客户端缓存，
user_info_xxxx : 姓名，年龄，xxx。getKey 内存操作
select * from user where id = xxx。 硬盘IO
缓存的收益
成本，收益。
读、写。
位置：介于 请求方和提供方之间。
收益：节省了响应时间。
成本：
kv
计算key的时间，查询key的时间，转换值的时间。命中率P。
所有数据的查询时间=计算key的时间+查询key的时间+转换值的时间+（1-p） * 原始查询时间
计算key的时间+查询key的时间+转换值的时间+（1-p） * 原始查询时间 <<<< 所有数据 的原始查询时间
适合：耗时特别长的查询（复杂sql），读多写少。
缓存键的设计
kv
单向函数：给定输入，很容易，很快能计算出结果，但是给你结果，很难计算出输入。
正向快速，逆向困难，输入敏感，冲突避免。
sha-256
冲突的概率 极低。
查询key的速度 取决于：物理位置 （内存，硬盘）。
值：
序列化
对象
总结：
无碰撞。高效生成。高效查询，高效转换。
上面所有：都被中间件提供的api 封装了。
实际中：前缀_业务关键信息_后缀。 公司统一制定规范。
user_order_xxxx:
user+order+xxxx:
user-order-xxxx:
$
缓存的更新机制
被动更新
调用方 暂存方（缓存） 数据提供方
被动：有效期到后，再次写入。
1。客户端 查数据，缓存中没有，从提供方获取，写入缓存（有一个过期时间t）。
2。在t内，所有的查询，都由缓存提供。所有的写，直接写数据库。
3。当 缓存数据 t 到点了，缓存 数据 变没有。后面的查询，回到了第1步。
适合：对数据准确性和实时性要求不高的场景。比如：商品 关注的人数。
主动更新
主动：被其他操作直接填充。
数据库：更新数据库
缓存：更新缓存，删除缓存
保持一个定量，考虑围绕它的变量，这样才不会有异常的遗漏。
更新缓存，更新数据库
数据不一致的风险比较高，所以一般不采用。
更新数据库，更新缓存
一般也不采用。
请求被阻塞，
业务要求：修改数据库，然后经过大量的计算，才能得出缓存的值。浪费了性能。如果缓存还没用，更浪费。
删除缓存，为了节省计算时间。
删除缓存，更新数据库
一般不采用，因为大概率 读比写快。
延时双删，休眠多久，系统吞吐量下降。
昨天被高德一个面试问：说，你这个延时双删有这么几步操作。如果其中某一步失败了这么办？
删除缓存
更新数据库：事务，回滚就OK。
第二次删除缓存
重试删除：当你前面的操作，无法回滚时，为了保证后续数据的一致性，
（最便宜的做法）硬着头皮往前走，重试。
借用中间件：消息队列，重发消息。
系统外订阅：canal。binlog。
二次删除key，和我们的业务代码解耦。
更新数据库，删除缓存
经常采用的方式。
cache-aside模式。
异常流程：
前提：缓存无数据。数据库有数据。
A：查询，B：更新
A查缓存，无数据，去读数据库，旧值。-----查
B更新数据库 新值
B删除缓存
A 将旧值写入缓存。
脏数据。
就是说这个方案也有问题？这次是读的速度慢了？
读比写慢 概率很低，极低。
缓存无数据。
如果非要解决，延时双删。再删除一次。
Read/Write Through
程序启动时，将数据库 的数据， 放到缓存中，不能等启动完成，再放缓存中。
Write Behind
降低了写操作的时间，提高了系统吞吐量。
双写一致性。
缓存清理机制
如何提升缓存命中率：尽可能多的缓存。所有数据都放缓存，命中率 100%。
我们需要用有限的缓存空间，发挥最大的作用。
如何判断 一个数据 在未来被访问的次数呢？
读的时间频繁：当清理一个数据的时候，发现，它一直被访问，那我就认为他 马上的未来，也会被访问。
写入时间的时间节点。
我是问代码怎么实现:当清理数据时，发现他一直被访问。
读一次，记录一次 ，时间。阈值。
读：
getKey， k =0 ttl 1min , incr
if(!getK > 1){
delete k
}
时效性清理
给缓存设置一个过期时间，到期 缓存 自动 清理。
缓存中的数据 有 一个 生存时间：ttl。过期时间。set k v ex 10 s
set cookie 过期时间。
k v 10s
定时任务轮询。delete
自动清理机制： cookie redis expire .。（本质：轮询）
数目阈值式清理机制
判断缓存中的缓存的数量 达到一定值 ，对缓存进行清理。
阈值：根据自己的业务来定。1g，1m,1024个， 800 80%。
采取什么策略去清理：
fifo: 先进先出
package com.example.cachetest;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
/**
* 数据阈值式清理
*/
public class CacheThresholdTest {
public static void main(String[] args) {
Queue<String> queue = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < 4; i++) {
setCache(queue,""+i);
}
}
public static void setCache(Queue<String> queue,String cache){
int size = queue.size();
if (size >= 3){
queue.poll();
}
queue.add(cache);
System.out.println("缓存中的值如下：");
for (String q: queue) {
System.out.println(q);
}
}
}
random：随机
lru：规律：
LinkedHashMap 套。fifo，lru。
map：存 键值对。
顺序：插入顺序 fifo，访问顺序 lru。
removeEldestEntry。
package com.example.cachetest;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class TestCache {
@Test
public void testLinkedHashMap() {
// 在介绍accessOrder属性的时候说accessOrder设置为false时，按照插入顺序，设置为true时，按照访问顺序
LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>(5, 0.75F, true) {
@Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<String, String> eldest) {
//当LinkHashMap的容量大于等于5的时候,再插入就移除旧的元素
return this.size() >= 5;
}
};
map.put("1", "bb");
map.put("2", "dd");
map.put("3", "ff");
map.put("4", "hh");
System.out.println("原始顺序：");
print(map);
map.get("2");
System.out.println("2 最近访问：");
print(map);
map.get("3");
System.out.println("3 最近访问：");
print(map);
map.put("5","oo");
System.out.println("加元素");
print(map);
}
void print(LinkedHashMap<String, String> source) {
source.keySet().iterator().forEachRemaining(System.out::println);
}
}
实现：k v。 map 一台服务器上能用。redis。
软引用清理
用空间换时间的模块。尽量用空间，用以提高缓存 命中率p。
适时的释放空间，gc。
识别出要清理的缓存，然后清除。
gc root引用。
强：哪怕自己oom，不清理。（不用）
软：当空间不足的时候，会被回收。√。
弱
虚
空间不足时，进行缓存清理。软引用。
把值 放到 SoftReference 包装中。
package com.example.cachetest;
import java.lang.ref.ReferenceQueue;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.util.*;
/**
* 软引用 缓存 实验
*/
public class CacheSoftReferenceTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
soft();
}
static void soft(){
// 缓存
Map<Integer, SoftRefedStudent> map = new HashMap<Integer, SoftRefedStudent>();
ReferenceQueue<Student> queue = new ReferenceQueue<Student>();
int i = 0;
while (i < 10000000) {
Student p = new Student();
map.put(i, new SoftRefedStudent(i, p, queue));
//p = null;
SoftRefedStudent pollref = (SoftRefedStudent) queue.poll();
if (pollref != null) {//找出被软引用回收的对象
//以key为标志，从map中移除
System.out.println("回收"+pollref.key);
map.remove(pollref.key);
System.out.println(i+"新一轮================================================");
Iterator<Map.Entry<Integer, SoftRefedStudent>> iterator = map.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()){
Map.Entry entry = iterator.next();
if ((int)entry.getKey() == pollref.key){
System.out.println("见鬼了");
}
}
System.out.println(i+"新一轮================================================");
}
i++;
}
System.out.println("done");
}
}
class Student{
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
class SoftRefedStudent extends SoftReference<Student> {
public int key;
// 第3个参数叫做ReferenceQueue，是用来存储封装的待回收Reference对象的
/**
* 当Student对象被回收后，SoftRefedStudent对象会被加入到queue中。
*/
public SoftRefedStudent(int key, Student referent, ReferenceQueue<Student> q) {
super(referent, q);
this.key = key;
}
}
缓存清理机制总结
时效式清理+数目阈值：防止：短期内，密集查询，导致缓存空间的急剧增大。
--自己的完整思路。
lru+软引用：保证热数据，最大限度的提高 缓存命中率，p。
不建议：仅仅使用 软引用。因为我们失去了对它的控制。
目的：提高缓存命中率，节省空间，=》提升性能。
缓存风险概述
在系统中，每增加一个环节，就多一份风险。用是不得已。
缓存穿透
缓存中没有，数据库也没有。
方案：在第一次调用的时候，数据提供方返回一个空值，将空值放到缓存中。
缓存雪崩
大量缓存突然失效，导致大量的请求，倾泻到数据库上，引起数据库压力骤增。
时效式清理：批量缓存，统一时间到期。缓存ttl=（固定时间，结合业务）+随机时间。
软引用清理：某个时间点，空间突然紧张，常用的缓存用强引用，不常用的用软引用。
缓存击穿
高频率的缓存，突然失效，大量请求倾泻到数据库上。
lru：
read write through or write behind.更新机制：无所谓。数据永远留在缓存当中。
缓存预热
read write through or write behind
预热：高频访问的，提前准备。
计价规则，提前加载到缓存中。
系统启动前：加载缓存，不让缓存统一时间过期。
电商系统：热门商品，提前加入缓存。网约车中，计价规则提前加入缓存。
热门数据，加到缓存。
缓存风险的总结
遇到风险，分析原因，解决之。
原因：更新机制，清理机制。
缓存的位置
缓存来源：L1 L2 L3。
缓存的读取过程：
思考：如何避免cpu浪费时间。
减少我的等待时间----缓存。
我尽量多做事情-----多线程。
目的：降本增效。
级联系统缓存位置
要想系统性能好，缓存一定要趁早。
客户端缓存位置
1
2 秒杀系统，商品详情页就是静态文件（扣一块动态的）。
降级。
代码：storage。
浏览器：cookie。失效时间。如果非必要，不要用cookie做缓存。
静态缓存
1。静态页面。apache。录个视频，apache静态页。
2。通过数据库查出来的。
如果每个用户查出来的都一样。 物流信息：省市区。
凡是与用户个体无关的具有较强通用性的数据，都可以作为静态数据缓存。
已经有缓存页面，后台更改数据之后，如何让数据快速生效。cache aside。
不适合缓存通用性很差的数据。
服务缓存
个性化的动态的不值得缓存。但是 这些数据的生成 都有一个过程。
数据库本身的缓存
aside。
数据库耗时比较久。
怎么做？
冗余字段。订单表里 id，有用户姓名，商品名称。
中间表：学生表，课程表，排课表。
查询缓存：建议不用。mysql8以上，抛弃了。query cache.
select * from user_info
SELECT * from user_info.
指定规范，大小写该统一就统一。my.ini my.cnf。
清理碎片，flush query cache., reset query cache.
历史表：将数据放到 历史表中，以后的操作比如说 统计，可以延迟操作。而中间的数据存储 ，相当于一次缓存。
coder学员：新老数据，还在一起，统计数据剥离。
写缓存
目的：削峰。
数据处理方的 处理速率是固定的 ，为了 防止请求 洪峰 压垮系统。采用写缓存。
写缓存收益
只要能给数据进行更改的操作，都叫写。
数据处理方时间。10s
引入缓存后：写缓存时间 2s，从缓存读取数据的时间，传递时间，数据处理方时间。
收益在于：用户。-8s。减少了用户响应时间，提升了系统吞吐量。
读缓存和写缓存：
读缓存：用缓存的命中率，替换数据提供方的操作。能减少用户的请求时间，能减少系统的总处理时间。
写缓存：花费额外的时间。来延迟数据处理方的操作，减少用户的等待。只能减少请求响应的时间，反而会增加系统的总处理时间。
是。
1s 0.1s（1s） 10倍。
i like u(you)
4(for) u
2(to) B
log4j log for java
C#。
day day up：
cache aside。更新完数据库，删除缓存。 迁移到： 修改完页面，删除静态页。io.write("d:/apache/www/x.html")
写缓存实践
利用redis 发布订阅。
MQ
数据库。（先写数据，剩下的和主业务无关的操作，后置）
目的：只要能减少用户的响应时间。就OK。
适合场景：请求峰谷值变化明显、对实时性要求不高的场景。
缓存总结
数据库设计
数据库优化的理由
收益：阿姆达尔定理
数据库单点压力：
积累压力：
数据库设计
1。先设计数据表的关系，再推导使用对象。
2。反之。
设计别扭的时候。1-2，3-2。
数据冗余：
数据不一致：
插入异常：删除异常。
数据库范式。等级越高、越严格。
反范式，建议 在范式的基础上进行修正，减少范式带来的负面影响。
第一范式：每个字段都是原子的，不能再拆分。
反例：json。先看设计是否合理，再选合适的存储组件。
第二范式：必须有主键（可以是一个，或 多个字段），非主属性，必须依赖于主键。
反例：好友关系列表。主键：关注人id，被关注人Id，关注人头像。
第三范式：没有传递依赖，非主属性直接依赖于主键，而不能间接依赖于主键。
反例:员工表：员工id。部门id，部门名称。部门简介。
反范式：字段冗余。
如果你的系统是重业务的系统，对性能和并发的要求不高，最好用第三方范式。
如果系统对某些查询较频繁，可以考虑冗余，反范式。
巨量数据的优化
数据量增加---》响应时间的增加。
常用的方法：建索引。mysql性能调优。
表分区->分库分表->读写分离
表分区
表。每个表对应磁盘上的一个文件。ibd。data目录下
分流：对一个ibd文件的请求，分发到对多个ibd文件的请求。
将数据 多个物理表进行存储，逻辑上，还是一张表。
好处：
1。 当查询条件 可以判定 某个数据位于哪个分区，那么直接在分区中查询，不用扫描整个表。
2。业务代码不用改。
3。分区进行单独管。备份，恢复。
range。0-10，11-20。
partition by range
list: partition by list xxxxxxxxxxx values in (1,2)
hash:partion by hash
key
做分区的注意事项：
1。 做分区时，要结合查询规则。尽量保证常用查询落到一个分区中。
举例：大数据量： 学生姓名，老师姓名。如果以学生姓名作为条件查询较多。以学生姓名分区。
2。分区条件放到where语句中。比如上面的学生姓名。
坏处：如果出现跨区查询，适得其反。
分库分表
目的：
1。业务拆分。
2。通过分库分表应对高并发。需要看场景：读多写少（从库，缓存）？读少写多？
3。数据隔离。将核心业务和非核心业务进行拆分。
分库分表的设计
一个库里有两张表a，b。
如何拆？
1。不破坏表。a放一个库，b放一个库。
2。破坏表。垂直分 和 水平分
垂直分：
字段1，字段2，字段3，字段4。
数据条数不变，字段数变少。
场景：
水平分：
字段1，字段2，字段3，字段4。用户表：性别，年龄，姓名，介绍。
1
2
3
4
婚恋。
额外的操作：
路由操作：
拼接操作：
开发中：遇到问题，先用简单办法解决，解决不了，再复杂。
分库分表的方法
范围路由：选取 有序的列，按照一定的范围去划分。
分段小：导致子表数量多，增加维护难度，分段大：有可能，单表依然存在性能问题。
分的依据：分表后，表的各方面性能，能否满足系统要求。
优点：可以平滑的扩充新表，只需增加子表的数据量，原有的数据不用动。
缺点：数据分布不均匀。
hash路由：选取 列 ，进行hash运算。 %10 = 。
优点：相反，
缺点：相反。
10， 11 --1 。
11，11--0
分库分表的问题
分布式id的问题：
需要 全局id生成服务。
注意点：全局唯一（时间戳，机器号，序列号）；高性能；高可用；易使用，好接入；
uuid，数据库自增，号段，redis自增，雪花算法，TinyID，UIDGenerator。leaf。
有独立的课。
拆分维度的问题：电商系统-订单表：，用户id，订单id，商品id。
依据：自己业务的情况。看那个字段用的多？
索引表、映射表：（过渡方案）
dts，datax：增量同步。
join问题：
商品、订单、用户。单库join没问题，多库join失败。
1。在代码层面做join。
2。es。canal --》es。
目前：数据库越简单越好。 禁止3张表 做关联，禁用存储过程，禁用触发器。
事务事务：
XA，jar包。不好用。shardingsphere.
成本问题：
非必要 不分库。不要过度设计。
1亿 1张表，10ms。100w1张表 1min。
读写分离
1个库。
2年后：10个库。
4年后：又慢了。
10个库里的每一个 做 读写分离。（前提）
分流：
数据库锁（分）对数据库并发有影响。
X锁-写锁，只能我一人，读、写 干不了。
S锁-读锁，
场景：读多写少。不适用：读少写多（反而用途不大）。
防止阻塞。
一主（写）多从（读）
路由问题：select S 锁 从库 ; create update delete add. X 锁 写库。 mybatis插件。
主从复制的问题：
1 写主库，如何 高效 同步到从库。
从库用sql命令写，会失去读写分离的意义。因为 回到了从前。
主库：binlog , 传给从库，写入从库：的relayLog，解析relaylog。重现数据。
base：
2 会有时间差。
（一）
编造业务场景：注册（主库），登录（查 从库）。
将注册后的第一次 查询 ，指到 主库上。
比如说：注册完，写个redis，key 用户id 1。删掉key。
和业务耦合大。
lich：我是先从库查，返回空后，再查一次主库，如果没有的话，那就真的没有了。-- 个别业务用。
（二）
主业务用主库，非主业务用从库。
用户系统，注册登录，都走主库， 用户介绍、xxx 走从库。
实现
分库分表，读写分离。
读写分离：将读和写，分开。
分库分表：将 数据 分库。
分-
分配机制-
将不同的sql 分发到不同的机器上。
select ----某台机器上
update --某台机器上。
where id = 1 某台机器上
where id = 2 某台机器上。
拦截，判断，分发。
代码封装：dao抽象一层。夹层。tddl(Taobao Distributed Data Layer) 头都大了。
Shardingjdbc。需要改代码。
中间件封装：mycat。
应用保护
系统压力太大，负载过高。
数据库慢查询，
核心思想：优先保证核心业务，优先保证大部分用户。
降级
论坛：
思想：丢车保帅。保证核心业务可用。
1。系统提供后门接口。
2。独立降级系统。对1封装。redis。
if(ifxxList){
getXXList();
}else{
getXXlis备用（）;
}
前提：代码提前规划好。
自动开关降级
提起写好降级逻辑。
触发降级的条件：
1。超时。阈值。
2。异常。 阈值。 1001 运行时异常。
3。限流。排队页面，卖光了。
降级手段：
减少不必要的操作，保留核心业务功能。
停止读数据库，准确结果转为近似结果。静态结果（猜你喜欢），同步转异步（写多读少）。功能裁剪（推荐干掉）。禁止写（高峰期减少不必要的写）。分用户降级。工作量证明 POW（验证码，数学题，拼图题等，滑块）。
熔断
A服务：X功能（熔断 ）--B T。
阈值怎么定？5次/1s--3次，先预估，上线观察，最后调优。
保险丝。
熔断策略：
根据请求的失败率：熔断开关 打开。过一个时间窗口（10s），熔断开关关闭。开关再打开。--半开。Fail Fast。
hystrix：yml。每20个请求，当失败率50%，打开开关，等过5s，开关关闭。
根据响应时间：sentinel。时间阈值，超过 熔断开关打开。
限流
外部（请求太多了）、内部（资源）。
基于请求的限流
请求的总量。
直播间超过100人，出去。
限制时间量。
一个时间窗口内：接100个请求。
上线观察、调优。
1s 1万人。结果 5k人就扛不住了。
提前压测。
排队：缓冲。MQ，长连接给用户响应。
基于资源的限流
连接数，线程数，请求队列。cpu参数。
难点：确定关键资源，阈值。
池化技术：连接数，线程池。
队列大小：请求队列。10个。
cpu参数：perl。
tomcat:
acceptCount: 如果tomca线程池满了，
maxConnections：最大链接数。
maxThread：
固定时间窗口
滑动时间窗口
突刺。
漏桶算法：
漏桶的队列长度。
漏桶里有请求等着处理，但是我的出口，确实处理不了。
一个是浪费。
O(1)。
令牌桶算法
漏桶和令牌桶
漏桶：限制平滑的流入：
令牌桶：可以容忍部分突刺。
节流
去抖。 减少网络的请求呢？
定义一个时间窗口。1s 开源。
前置：a记录的转发，cdn。缓存扛不住） 限流。
请求来-中间环节--处理完。
（应用保护）
序列化（字节流），对象。
隔离
数据隔离：数据重要性排序。分库。
机器隔离：给重要的用户单独配置服务器。用户的标识去路由。
线程池隔离：线程池分配。hystrix。
信号量隔离：计数器。hystrix。
集群隔离：服务分组（注册中心），秒杀。（单独分出一组服务给 核心业务）
机房隔离：3个服务。局域网ip、路由。
读写隔离：主从。create update delete \ select (数据延迟，前面的课里讲过)
动静隔离：识别动静态数据，进行隔离。nginx，apache。
爬虫隔离：openrestry user-agent。 对ip的访问频率。
冷热隔离：秒杀，抢购。读：缓存。写：缓存+队列。
恢复
撤出限流，消除降级，关闭熔断。
半开关。
让吞吐量爬升。缓存预热。
1。类实例创建，反射调用创建实例。
2。缓存数据预热。
灰度发布。限流逐步提升：阈值。用户打标签（18以下用户10个，18以上 1万人。）
异地多活
异地
多活（不是备份）
1。请求某一个节点，都能正常响应。
2。某些系统故障，用户访问其他系统也能正常。
分类：
同城异区，跨城异地，跨国异地（隔离）
跨城异地：质变：RTT。Round Trip Time 50ms。京广。 京沪：30ms。 数据不一致。
跨国异地：延迟，已经无法让系统提供正常服务。
负载均衡。---dns cdn。分流。
数据不一致问题：
1。保证核心业务多活。
用户系统：注册，登录，修改用户信息。 广州 北京。
注册：
登录：
修改用户信息：根据时间合并。分布式ID。
1000万用户。每天注册 几万个。修改用户信息的呢 几千个。 1000w登录。
基于已有的数据。上天总是公平的。
2。保证核心数据最终一致性。
自建网络。国字头。
session数据。token。（量大，同步不值得。）
同步手段：
中间件的主从复制。mysql ，redis。
消息队列：订阅发布。
二次读取：
回源读取：
重新生成：
保证大部分用户：小部分用户忍。
异地多活设计步骤：
1。业务分级。
微信聊天和朋友圈。
广告收入。新闻网站。
公司、用户影响。
2。数据分类。
唯一性：手机号。额外存储。crud。
实时性：
可丢失性：session
可恢复性：session可恢复的？
3。 数据同步。
4。异常处理。
多通道同步：mysql主从复制+消息队列。两种方式走不同的网络。
同步和访问结合：
广州，北京。
A用户登录广州，生成 session，sessionID（带有广州气息的sessionID xxxxx1）。
session不同步给北京。
A访问北京的服务器：参数 sessionID（带有广州气息的sessionID xxxxx1）。
if(endWith(1)){
String session = http.调用（拿对应用户的session）；
sesson.set(K,V);
}
javaer。
j2cache，nginx+lua
OVER!!!
方案性东西。找我讨论。
从0到1 的代码课，商城。
重试，持久化，重发。
迭代。
代码量不够：
system.out.println("hello world")。
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