一、缓存技术

1、缓存介绍

    1）是什么

    2）为什么用缓存？为什么能提高性能？

2、什么时候用缓存?

    1) 什么情况下适合使用缓存：

        a. 系统的读大于写，读写比大于2:1时，缓存才有意义

        b. 允许一定程度上的数据不一致性：通过业务手段，如用户提醒等处理 处理不一致性问题

    2） 什么情况下不适合使用缓存：

        a. 频繁修改数据

        b. 没有热点数据：不符合二八原则，缓存没有价值

3、怎么使用缓存?

    1）缓存相关技术

        a. 应用层缓存

        b. 代理缓存：客户端技术

        c. 反向代理缓存&多层级反向代理缓存

        e. CDN

    2）缓存使用效果衡量

        a. 缓存命中率

        b. 影响缓存命中率的指标：缓存键集合的大小、缓存使用的内存空间、缓存对象的生存时间

4、缓存分类

    1）通读缓存

        a. 代理缓存、反向代理缓存、CDN 都是通路缓存

        b. 缓存服务缓存资源，请求未命中时，缓存服务会获取实际数据

        c. 客户端连接的是缓存服务，而不是原始服务

    2）旁路缓存

        a. 客户端请求数据时，先从对象缓存中取，取不到时再从应用服务中取

        b. 客户端同时连接对象缓存和应用服务

5、缓存实现方案

    1）本地缓存

    2）分布式对象缓存

        a. 集群管理：

            ->分布式&集群的区别：一堆机器即可构成一个分布式系统，集群指一个特定领域的软件部署在多                台服务器上并作为一个整体提供一类服务

            ->核心是路由算法：一致性hash算法

6、缓存使用过程中面临的问题

    1）缓存失效

    2）缓存雪崩

    3）缓存预热

    4）缓存穿透

二、异步调用&消息队列

1、同步调用 VS 异步调用

    1）什么是同步调用

    2）什么是异步调用

    3）两者的区别：无法实时拿到处理结果、更加高效

2、基于消息队列实现的异步调用框架

    1）消息生产者+消息队列+消息消费者

    2）点对点模型：发生给指定的消费者、只被消费一次

    3）发布订阅模型：可以被消费多次

3、消息队列&异步调用的好处

    1）提升性能

    2）更好的伸缩性

    3）削峰填谷

    4）失败隔离&自我修复

        a. 生产者和消费者之间不直接依赖，两者相互隔离

        b. 简化了服务的部署，降低了管理难度

    5）系统解耦

4、事件驱动架构-EDA（发布订阅模式）

    1）架构模型

    2）请求响应型架构 VS 事件驱动型架构

        a. 更高的性能

        b. 更低的耦合性

5、相关MQ产品

    RabbitMQ、ActiveMQ、RocketMQ、Kafka

三、负载均衡架构

核心的两个问题：如何转发用户请求+如何路由

1、如何转发用户请求

    1）HTTP重定向：性能问题（多一次请求）+安全性问题（服务器暴露）

    2）DNS负载均衡：

        a. 解析的IP不是应用服务器的，而是反向代理的IP

        b. 无法进行故障转移，应用服务器异常时，由DNS缓存的原因，导致部分用户不可用

    3）反向代理&IP负载均衡：转发请求时修改IP地址

        a. 3层负载均衡 VS 7层负载均衡

        b. 如何进行IP地址的负载：DNAT

        c. 反向代理服务器的网卡性能会成为瓶颈（响应的出口带宽）

    4）数据链路层负载均衡：转发请求时修改MAC地址

        a. 所有应用服务器都会收到用户请求，但是会根据MAC地址判断是否需要进行处理

        b. VIP 

2、如何路由-负载均衡算法

    轮询、加权轮询、随机、最少连接、源地址散列

3、应用服务进行负载均衡处理（集群化）后面临的问题：Session管理

    1）问题是什么：单机情况下，Session可交由Web容器管理，使用负载均衡的集群环境中，不能再由Web容器管理，因为用户的前一次请求和下一次请求可能分配到集群的不同机器上，交由Web容器管理会导致Session找不到

    2）解决手段：

        a. session复制

        b. session绑定：通过客户端的IP地址，计算请求的应用服务器

        c. 利用cookie记录session

        d. 建立Session服务器

四、分布式数据库

1、MySQL复制

    1）主从复制

    2）一主多从

        a. 分摊负载、专机专用、便于冷备&热备、高可用

        b. 无法解决主服务器宕机的问题

    3、）主主复制

        a. 主主失效恢复、主主失效维护过程

2、MySQL复制注意事项

    1）主主复制的两个数据库不能并发写入

    2）复制只是增加了数据的读并发处理能力，没有增加写并发处理能力和存储能力

    3）更新表结构会导致巨大的同步延迟

        a. 更新表结构的时候，关闭数据库复制，手动执行DDL更新完每台设备的表结构后，再开启复制能力。不要通过数据库的复制操作，实现DDL的同步

        b. 增加表结构的时候，先升级数据库，再升级应用；移除表结构的时候，先升级应用，在升级数据库。注意升级的先后顺序，保证兼容性