架构师训练营 -week5- 学习总结

缓存Cache与缓冲Buffer的分别：

缓存是介于数据访问者和数据源之间的一种高速存储，主要用于加快读取的速度。

缓冲也是一种高速存储，但是为了解决cpu与磁盘/网络读写速度不一致所设的。

缓存命中率：

指缓存能多少次重用同一个缓存响应业务请求，例：查询一个缓存，十次查询九次得到正确结构，则命中率为90%。

影响缓存命中率的主要指标：

缓存键集合：越小，命中率越高

缓存可用内存空间：能用的内存空间越大，能缓存的对象越多，命中率越高

缓存对象生存时间：生存时间越长，命中率越高

缓存的应用：

代理缓存、反向代理缓存、多层反向代理缓存、内容分发网络（cdn）、浏览器对象缓存、本地对象缓存、分布式对象缓存。

通读缓存：

给客户端返回缓存资源，并在请求未命中缓存时获取实际数据。代理缓存、反向代理缓存、多层反向代理缓存、cdn等都是通读缓存。

旁路缓存：

对象缓存时一种旁路缓存，旁路缓存通常是一个独立的键值对存储。浏览器对象缓存、本地对象缓存、分布式对象缓存都是旁路缓存。

缓存提升性能的原因：

缓存通常来自内存，比磁盘的数据有更快的访问速度。

缓存存储数据的最终结果形态，不需要中间计算，减少cpu资源的消耗。

缓存降低数据库、磁盘、网络的负载压力，使这些I/O设备获得更好的响应特性。

LRU算法：

Least Recently Used，每访问一个节点则将其提最近访问的热点数据。在缓存中，一段时间后，将一定比例的尾部数据清除，则剩下的就是热点数据。这个算法的缺点：1次访问与10000次访问是等效的。

一致性Hash算法：

为了解决增加或减少存储节点时，导致的大量数据失效的情况。

缓存雪崩：

在短时间内，大部分的缓存失效，导致数据库压力倍数增加而宕机，进而导致整个网站不可用。发生这种故障时，无法简单的重启缓存服务器、数据库服务器来恢复网站访问。

缓存穿透：

应用代码高并发请求某个不存在的数据，致使请求落到数据库上，致使数据库压力飙升乃至宕机。解决方案：可以将不存在的数据也缓存起来，设个短的失效时间（value设为null）。

注意：

频繁修改的数据，没必要用缓存。

没有热点的访问，没必要用缓存。

无法忍受短暂的数据不一致，不要用缓存。

Redis：

支持复杂的数据结构、支持多路复用异步I/O高性能、支持主从复制高可用（NoSQL）、原生集群与share nothing集群模式。

Redis 集群：

Redis集群预分好16384个桶（slot），当需要在集群中放置一个kv时，根据CRC16(key) mode 16384的值，决定将key放在哪个桶（slot）中。

集群把所有的物理节点映射到桶（slot）上，集群负责维护slot与服务器之间的映射关系。

客户端与Redis任何一个可用节点直连。

集群中的节点彼此互联。

消息队列与异步架构：

好处：

异步处理流程代码，提升处理性能、有更好的伸缩性、削峰填谷、失败隔离和自我修复、解耦。

主流MQ产品：

RabbitMQ（Erlang）、ActiveMQ（Java）、RocketMQ（Java）、Kafka（Scala）

负载均衡架构：

HTTP重定向负载均衡：

没有隔离应用服务器、暴露了公网ip、安全性低，用户请求需经过两次http请求、性能差。不推荐使用。

DNS负载均衡：

没有隔离应用服务器、暴露了公网ip，其中一台服务器宕机时，会影响用户请求。推荐使用两级负载均衡，dns负载均衡+负载均衡。

反向代理负载均衡：

常用于小型网站，由于转发的请求是http包，整个通讯过程比较长，会拖垮反向代理服务器。

IP负载均衡：

转发的是tcp包（小包），对性能影响较反向代理均衡要小，但响应的出口带宽会成为这个架构的瓶颈。

数据链路层负载均衡：

大型互联网站常用。

分布式数据库：

主从复制：

需要特别注意，增加字段时，最好在应用程序发布之前，分别在主、从服务器上增加字段。

删除字段时，先把应用程序中所有访问被删字段的sql都改一遍，确保不在访问时，再删数据库服务器上的字段。

主主复制：

同一时间内，只对一个主服务器中进行写操作。当其中一台宕机时，能快速切换到另一台主服务器，对另一台进行写操作。

宕机的那台主服务器开机后，则复制另一台主服务器的数据作为备份。

学习总结

这一周学的内容，涉及的内容很广，主要是缓存均衡架构、网路均衡架构与分布式数据库的运行原理。老师强调架构师要了解的是技术本身核心的内容与原理，了解技术最简单的一面，对不同的技术进行串联，组成一个符合期望的系统架构。

架构师就像是个一个积木搭建师，手边有很多的积木，但需要了解不同的积木特性，将积木按照自己的想法搭建起来，做成一个房子、一个堡垒。