wcf系列学习5天速成——第四天 wcf之分布式架构

简介:

今天是wcf系列的第四天,也该出手压轴戏了。嗯,现在的大型架构,都是神马的,

nginx鸡群,iis鸡群,wcf鸡群,DB鸡群,由一个人作战变成了群殴.......

 

今天我就分享下wcf鸡群,高性能架构中一种常用的手法就是在内存中维护一个叫做“索引”的内存数据库,

在实战中利用“索引”这个概念做出"海量数据“的秒杀。

好,先上图:

 

这个图明白人都能看得懂吧。因为我的系列偏重于wcf,所以我重点说下”心跳检测“的实战手法。

 

第一步:上一下项目的结构,才能做到心中有数。

 

第二步:“LoadDBService”这个是控制台程序,目的就是从数据库抽出关系模型加载在内存数据库中,因为这些东西会涉及一些算法的知识,

             在这里就不写算法了,就简单的模拟一下。

LoadDBServcie
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Runtime.Serialization;
using System.Web.Script.Serialization;
using System.IO;
using System.Xml.Serialization;
using System.Xml;
using Common;

namespace LoadDBData
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //模拟从数据库加载索引到内存中,形成内存中的数据库
//这里的 "Dictionary" 用来表达“一个用户注册过多少店铺“,即UserID与ShopID的一对多关系
            SerializableDictionary<int, List<int>> dic = new SerializableDictionary<int, List<int>>();
            
            List<int> shopIDList = new List<int>();

            for (int shopID = 300000; shopID < 300050; shopID++)
                shopIDList.Add(shopID);
            
            int UserID = 15;

            //假设这里已经维护好了UserID与ShopID的关系
            dic.Add(UserID, shopIDList);
            
            XmlSerializer xml = new XmlSerializer(dic.GetType());
            
            var memoryStream = new MemoryStream();
            
            xml.Serialize(memoryStream, dic);
            
            memoryStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            
            //将Dictionary持久化,相当于模拟保存在Mencache里面
            File.AppendAllText("F://1.txt", Encoding.UTF8.GetString(memoryStream.ToArray()));
            
            Console.WriteLine("数据加载成功!");
            
            Console.Read();
        }
    }
}

因为Dictionary不支持序列化,所以我从网上拷贝了一份代码让其执行序列化
SerializableDictionary
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Xml.Serialization;
using System.Xml;
using System.Xml.Schema;
using System.Runtime.Serialization;

namespace Common
{
    ///<summary>
/// 标题:支持 XML 序列化的 Dictionary
///</summary>
///<typeparam name="TKey"></typeparam>
///<typeparam name="TValue"></typeparam>
    [XmlRoot("SerializableDictionary")]
    public class SerializableDictionary<TKey, TValue> : Dictionary<TKey, TValue>, IXmlSerializable
    {

        public SerializableDictionary()
            : base()
        {
        }
        public SerializableDictionary(IDictionary<TKey, TValue> dictionary)
            : base(dictionary)
        {
        }

        public SerializableDictionary(IEqualityComparer<TKey> comparer)
            : base(comparer)
        {
        }

        public SerializableDictionary(int capacity)
            : base(capacity)
        {
        }
        public SerializableDictionary(int capacity, IEqualityComparer<TKey> comparer)
            : base(capacity, comparer)
        {
        }
        protected SerializableDictionary(SerializationInfo info, StreamingContext context)
            : base(info, context)
        {
        }


        public System.Xml.Schema.XmlSchema GetSchema()
        {
            return null;
        }
        ///<summary>
/// 从对象的 XML 表示形式生成该对象
///</summary>
///<param name="reader"></param>
        public void ReadXml(System.Xml.XmlReader reader)
        {
            XmlSerializer keySerializer = new XmlSerializer(typeof(TKey));
            XmlSerializer valueSerializer = new XmlSerializer(typeof(TValue));
            bool wasEmpty = reader.IsEmptyElement;
            reader.Read();
            if (wasEmpty)
                return;
            while (reader.NodeType != System.Xml.XmlNodeType.EndElement)
            {
                reader.ReadStartElement("item");
                reader.ReadStartElement("key");
                TKey key = (TKey)keySerializer.Deserialize(reader);
                reader.ReadEndElement();
                reader.ReadStartElement("value");
                TValue value = (TValue)valueSerializer.Deserialize(reader);
                reader.ReadEndElement();
                this.Add(key, value);
                reader.ReadEndElement();
                reader.MoveToContent();
            }
            reader.ReadEndElement();
        }

        /**/
        ///<summary>
/// 将对象转换为其 XML 表示形式
///</summary>
///<param name="writer"></param>
        public void WriteXml(System.Xml.XmlWriter writer)
        {
            XmlSerializer keySerializer = new XmlSerializer(typeof(TKey));
            XmlSerializer valueSerializer = new XmlSerializer(typeof(TValue));
            foreach (TKey key in this.Keys)
            {
                writer.WriteStartElement("item");
                writer.WriteStartElement("key");
                keySerializer.Serialize(writer, key);
                writer.WriteEndElement();
                writer.WriteStartElement("value");
                TValue value = this[key];
                valueSerializer.Serialize(writer, value);
                writer.WriteEndElement();
                writer.WriteEndElement();
            }
        }

    }
}


第三步: "HeartBeatService"也做成了一个控制台程序,为了图方便,把Contract和Host都放在一个控制台程序中,

            代码中加入了注释,看一下就会懂的。

           

IAddress.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Runtime.Serialization;
using System.ServiceModel;
using System.Text;

namespace HeartBeatService
{
    //CallbackContract:这个就是Client实现此接口,方便服务器端通知客户端
    [ServiceContract(CallbackContract = typeof(ILiveAddressCallback))]
    public interface IAddress
    {
        ///<summary>
/// 此方法用于Search启动后,将Search地址插入到此处
///</summary>
///<param name="address"></param>
        [OperationContract(IsOneWay = true)]
        void AddSearch(string address);

        ///<summary>
/// 此方法用于IIS端获取search地址
///</summary>
///<param name="address"></param>
        [OperationContract(IsOneWay = true)]
        void GetService(string address);
    }
}

 
Address.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Runtime.Serialization;
using System.ServiceModel;
using System.Text;
using System.Timers;
using System.IO;
using System.Collections.Concurrent;
using SearhService;
using ClientService;

namespace HeartBeatService
{
    //InstanceContextMode:主要是管理上下文的实例,此处是single,也就是单体
//ConcurrencyMode:    主要是用来控制实例中的线程数,此处是Multiple,也就是多线程
    [ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.Single, ConcurrencyMode = ConcurrencyMode.Multiple)]
    public class Address : IAddress
    {
        static List<string> search = new List<string>();

        static object obj = new object();

        ///<summary>
/// 此静态构造函数用来检测存活的Search个数
///</summary>
        static Address()
        {
            Timer timer = new Timer();
            timer.Interval = 6000;
            timer.Elapsed += (sender, e) =>
            {

                Console.WriteLine("\n***************************************************************************");
                Console.WriteLine("当前存活的Search为:");

                lock (obj)
                {
                    //遍历当前存活的Search
                    foreach (var single in search)
                    {
                        ChannelFactory<IProduct> factory = null;

                        try
                        {
                            //当Search存在的话,心跳服务就要定时检测Search是否死掉,也就是定时的连接Search来检测。
                            factory = new ChannelFactory<IProduct>(new NetTcpBinding(SecurityMode.None), new EndpointAddress(single));
                            factory.CreateChannel().TestSearch();
                            factory.Close();

                            Console.WriteLine(single);

                        }
                        catch (Exception ex)
                        {
                            Console.WriteLine(ex.Message);

                            //如果抛出异常,则说明此search已经挂掉
                            search.Remove(single);
                            factory.Abort();
                            Console.WriteLine("\n当前时间:" + DateTime.Now + " ,存活的Search有:" + search.Count() + "个");
                        }
                    }
                }

                //最后统计下存活的search有多少个
                Console.WriteLine("\n当前时间:" + DateTime.Now + " ,存活的Search有:" + search.Count() + "个");
            };
            timer.Start();
        }

        public void AddSearch(string address)
        {

            lock (obj)
            {
                //是否包含相同的Search地址
                if (!search.Contains(address))
                {
                    search.Add(address);

                    //search添加成功后就要告诉来源处,此search已经被成功载入。
                    var client = OperationContext.Current.GetCallbackChannel<ILiveAddressCallback>();
                    client.LiveAddress(address);
                }
            }
        }

        public void GetService(string address)
        {
            Timer timer = new Timer();
            timer.Interval = 1000;
            timer.Elapsed += (obj, sender) =>
            {
                try
                {
                    //这个是定时的检测IIS是否挂掉
                    var factory = new ChannelFactory<IServiceList>(new NetTcpBinding(SecurityMode.None),
                                                                   new EndpointAddress(address));

                    factory.CreateChannel().AddSearchList(search);

                    factory.Close();

                    timer.Interval = 10000;
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    Console.WriteLine(ex.Message);
                }
            };
            timer.Start();
        }
    }
}


ILiveAddressCallback.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.ServiceModel;

namespace HeartBeatService
{
    ///<summary>
/// 等客户端实现后,让客户端约束一下,只能是这个LiveAddress方法
///</summary>
    public interface ILiveAddressCallback
    {
        [OperationContract(IsOneWay = true)]
        void LiveAddress(string address);
    }
}

第四步: 我们开一下心跳,预览下效果:

         是的,心跳现在正在检测是否有活着的Search。

 

第五步:"SearhService" 这个Console程序就是WCF的search,主要用于从MemerCache里面读取索引。

          记得要添加一下对“心跳服务”的服务引用。

IProduct.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Runtime.Serialization;
using System.ServiceModel;
using System.Text;

namespace SearhService
{
    // 注意: 使用“重构”菜单上的“重命名”命令,可以同时更改代码和配置文件中的接口名“IService1”。
    [ServiceContract]
    public interface IProduct
    {
        [OperationContract]
        List<int> GetShopListByUserID(int userID);

        [OperationContract]
        void TestSearch();
    }
}


Product.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Runtime.Serialization;
using System.ServiceModel;
using System.Text;
using Common;
using System.Xml;
using System.IO;
using System.Xml.Serialization;

namespace SearhService
{
    public class Product : IProduct
    {
        public List<int> GetShopListByUserID(int userID)
        {
            //模拟从MemCache中读取索引
            SerializableDictionary<int, List<int>> dic = new SerializableDictionary<int, List<int>>();

            byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(File.ReadAllText("F://1.txt", Encoding.UTF8));

            var memoryStream = new MemoryStream();

            memoryStream.Write(bytes, 0, bytes.Count());

            memoryStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);

            XmlSerializer xml = new XmlSerializer(dic.GetType());

            var obj = xml.Deserialize(memoryStream) as Dictionary<int, List<int>>;

            return obj[userID];
        }

        public void TestSearch() { }
    }
}


SearchHost.cs 
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.ServiceModel;
using System.Configuration;
using System.Timers;
using SearhService.HeartBeatService;

namespace SearhService
{
    public class SearchHost : IAddressCallback
    {
        static DateTime startTime;

        public static void Main()
        {
            ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(Product));

            host.Open();

            AddSearch();

            Console.Read();

        }

        static void AddSearch()
        {
            startTime = DateTime.Now;

            Console.WriteLine("Search服务发送中.....\n\n*************************************************\n");

            try
            {
                var heartClient = new AddressClient(new InstanceContext(new SearchHost()));

                string search = ConfigurationManager.AppSettings["search"];

                heartClient.AddSearch(search);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine("Search服务发送失败:" + ex.Message);
            }
        }

        public void LiveAddress(string address)
        {
            Console.WriteLine("恭喜你," + address + "已被心跳成功接收!\n");
            Console.WriteLine("发送时间:" + startTime + "\n接收时间:" + DateTime.Now);
        }
    }
}

第六步:此时Search服务已经建好,我们可以测试当Search开启获取关闭对心跳有什么影响:

              Search开启时:

                       

          

           Search关闭时:

              

           对的,当Search关闭时,心跳检测该Search已经死掉,然后只能从集群中剔除。

           当然,我们可以将Search拷贝N份,部署在N台机器中,只要修改一下endpoint地址就OK了,这一点明白人都会。

 

第七步:"ClientService" 这里也就指的是IIS,此时我们也要添加一下对心跳的服务引用。

IServiceList.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.ServiceModel;

namespace ClientService
{
    [ServiceContract]
    public interface IServiceList
    {
        [OperationContract]
        void AddSearchList(List<string> search);
    }
}


ServiceList.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.ServiceModel;
using System.Configuration;
using System.Timers;
using System.Threading;

namespace ClientService
{
    public class ServiceList : IServiceList
    {
        public static List<string> searchList = new List<string>();

        static object obj = new object();

        public static string Search
        {
            get
            {
                lock (obj)
                {
                    //如果心跳没及时返回地址,客户端就在等候
                    if (searchList.Count == 0)
                        Thread.Sleep(1000);
                    return searchList[new Random().Next(0, searchList.Count)];
                }
            }
            set
            {

            }
        }

        public void AddSearchList(List<string> search)
        {
            lock (obj)
            {
                searchList = search;

                Console.WriteLine("************************************");
                Console.WriteLine("当前存活的Search为:");

                foreach (var single in searchList)
                {
                    Console.WriteLine(single);
                }
            }
        }
    }
}


Program.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.ServiceModel;
using System.Configuration;
using System.Threading;
using ClientService.HeartBeatService;
using SearhService;
using BaseClass;
using System.Data;
using System.Diagnostics;

namespace ClientService
{
    class Program : IAddressCallback
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(ServiceList));

            host.Open();

            var client = new AddressClient(new InstanceContext(new Program()));

            //配置文件中获取iis的地址
            var iis = ConfigurationManager.AppSettings["iis"];

            //将iis的地址告诉心跳
            client.GetService(iis);

            //从集群中获取search地址来对Search服务进行调用
            var factory = new ChannelFactory<IProduct>(new NetTcpBinding(SecurityMode.None), new EndpointAddress(ServiceList.Search));

            //根据userid获取了shopID的集合
            var shopIDList = factory.CreateChannel().GetShopListByUserID(15);

            //.......................... 后续就是我们将shopIDList做连接数据库查询(做到秒杀)

            Console.Read();
        }

        public void LiveAddress(string address)
        {

        }
    }
}

 

然后我们开启Client,看看效果咋样:


当然,search集群后,client得到search的地址是随机的,也就分担了search的负担,实现有福同享,有难同当的效果了。

 

最后: 我们做下性能检测,看下“秒杀”和“毫秒杀”的效果。

          首先在数据库的User表和Shop插入了180万和20万的数据用于关联。

          ClientService改造后的代码:

Program.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.ServiceModel;
using System.Timers;
using System.Diagnostics;
using BaseClass;
using ClientService;
using ClientService.HeartBeatService;
using System.Configuration;
using SearhService;

namespace ClientService
{
    class Program : IAddressCallback
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(ServiceList));

            host.Open();

            var client = new AddressClient(new InstanceContext(new Program()));

            //配置文件中获取iis的地址
            var iis = ConfigurationManager.AppSettings["iis"];

            //将iis的地址告诉心跳
            client.GetService(iis);

            //从集群中获取search地址来对Search服务进行调用
            var factory = new ChannelFactory<IProduct>(new NetTcpBinding(SecurityMode.None), new EndpointAddress(ServiceList.Search));

            //根据userid获取了shopID的集合
//比如说这里的ShopIDList是通过索引交并集获取的分页的一些shopID
            var shopIDList = factory.CreateChannel().GetShopListByUserID(15);

            var strSql = string.Join(",", shopIDList);

            Stopwatch watch = new Stopwatch();

            watch.Start();
            SqlHelper.Query("select s.ShopID,u.UserName,s.ShopName  from [User] as u ,Shop as s where s.ShopID in(" + strSql + ")");
            watch.Stop();

            Console.WriteLine("通过wcf索引获取的ID >>>花费时间:" + watch.ElapsedMilliseconds);

            //普通的sql查询花费的时间
            StringBuilder builder = new StringBuilder();

            builder.Append("select * from ");
            builder.Append("(select  ROW_NUMBER() over(order by s.ShopID) as NumberID, ");
            builder.Append(" s.ShopID, u.UserName, s.ShopName ");
            builder.Append("from Shop s left join [User] as u on u.UserID=s.UserID ");
            builder.Append("where  s.UserID=15) as array ");
            builder.Append("where NumberID>300000 and NumberID<300050");

            watch.Start();
            SqlHelper.Query(builder.ToString());
            watch.Stop();

            Console.WriteLine("普通的sql分页 >>>花费时间:" + watch.ElapsedMilliseconds);

            Console.Read();
        }

        public void LiveAddress(string address)
        {

        }
    }
}

性能图:

对的,一个秒杀,一个是毫秒杀,所以越复杂越能展示出“内存索引”的强大之处。

相关文章
|
1月前
|
安全 应用服务中间件 API
微服务分布式系统架构之zookeeper与dubbo-2
微服务分布式系统架构之zookeeper与dubbo-2
|
1月前
|
负载均衡 Java 应用服务中间件
微服务分布式系统架构之zookeeper与dubbor-1
微服务分布式系统架构之zookeeper与dubbor-1
|
1月前
|
存储 JSON 数据库
Elasticsearch 分布式架构解析
【9月更文第2天】Elasticsearch 是一个分布式的搜索和分析引擎,以其高可扩展性和实时性著称。它基于 Lucene 开发,但提供了更高级别的抽象,使得开发者能够轻松地构建复杂的搜索应用。本文将深入探讨 Elasticsearch 的分布式存储和检索机制,解释其背后的原理及其优势。
142 5
|
3天前
|
消息中间件 关系型数据库 Java
‘分布式事务‘ 圣经:从入门到精通,架构师尼恩最新、最全详解 (50+图文4万字全面总结 )
本文 是 基于尼恩之前写的一篇 分布式事务的文章 升级而来 , 尼恩之前写的 分布式事务的文章, 在全网阅读量 100万次以上 , 被很多培训机构 作为 顶级教程。 此文修改了 老版本的 一个大bug , 大家不要再看老版本啦。
|
7天前
|
存储 安全 API
单元化架构,分布式系统的新王!
【10月更文挑战第9天】
48 0
单元化架构,分布式系统的新王!
|
1月前
|
设计模式 架构师 Java
Java开发工程师转架构师需要学习什么
Java开发工程师转型为架构师需掌握多项技能:精通Java及框架、数据库与分布式系统;熟悉设计模式与架构模式;积累项目经验;提升沟通与领导力;持续学习新技术;培养系统设计与抽象能力;了解中间件及开发工具;并注重个人特质与职业发展。具体路径应结合个人目标与实际情况制定。
58 18
|
1月前
|
机器学习/深度学习 算法 自动驾驶
深度学习之分布式智能体学习
基于深度学习的分布式智能体学习是一种针对多智能体系统的机器学习方法,旨在通过多个智能体协作、分布式决策和学习来解决复杂任务。这种方法特别适用于具有大规模数据、分散计算资源、或需要智能体彼此交互的应用场景。
82 4
|
14天前
|
存储 SQL 消息中间件
Hadoop-26 ZooKeeper集群 3台云服务器 基础概念简介与环境的配置使用 架构组成 分布式协调框架 Leader Follower Observer
Hadoop-26 ZooKeeper集群 3台云服务器 基础概念简介与环境的配置使用 架构组成 分布式协调框架 Leader Follower Observer
35 0
|
2月前
|
存储 NoSQL Java
一天五道Java面试题----第十一天(分布式架构下,Session共享有什么方案--------->分布式事务解决方案)
这篇文章是关于Java面试中的分布式架构问题的笔记,包括分布式架构下的Session共享方案、RPC和RMI的理解、分布式ID生成方案、分布式锁解决方案以及分布式事务解决方案。
一天五道Java面试题----第十一天(分布式架构下,Session共享有什么方案--------->分布式事务解决方案)
|
2月前
|
弹性计算 Cloud Native Windows
核心系统转型问题之核心系统需要转型到云原生分布式架构的原因如何解决
核心系统转型问题之核心系统需要转型到云原生分布式架构的原因如何解决