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你好,这里有208份资料,详情请参考:https://github.com/ty4z2008/Qix/blob/master/ds.md 《Reconfigurable Distributed Storage for Dynamic Networks》介绍:这是一篇介绍在动态网络里面实现分布式系统重构的paper.论文的作者(导师)是MIT读博的时候是做分布式系统的研究的,现在在NUS带学生,不仅仅是分布式系统,还有无线网络.如果感兴趣可以去他的主页了解. 《Distributed porgramming liboratory》介绍:分布式编程实验室,他们发表的很多的paper,其中不仅仅是学术研究,还有一些工业界应用的论文. 《MIT Theory of Distributed Systems》介绍:麻省理工的分布式系统理论主页,作者南希·林奇在2002年证明了CAP理论,并且著《分布式算法》一书. 《Notes on Distributed Systems for Young Bloods》介绍:分布式系统搭建初期的一些建议 《Principles of Distributed Computing》介绍:分布式计算原理课程 《Google's Globally-Distributed Database》介绍:Google全球分布式数据介绍,中文版 《The Architecture Of Algolia’s Distributed Search Network》介绍:Algolia的分布式搜索网络的体系架构介绍 《Build up a High Availability Distributed Key-Value Store》介绍:构建高可用分布式Key-Value存储系统 《Distributed Search Engine with Nanomsg and Bond》介绍:Nanomsg和Bond的分布式搜索引擎 《Distributed Processing With MongoDB And Mongothon》介绍:使用MongoDB和Mongothon进行分布式处理 《Salt: Combining ACID and BASE in a Distributed Database》介绍:分布式数据库中把ACID与BASE结合使用. 《Makes it easy to understand Paxos for Distributed Systems》介绍:理解的Paxos的分布式系统,参考阅读:关于Paxos的历史 《There is No Now Problems with simultaneity in distributed systems》介绍:There is No Now Problems with simultaneity in distributed systems 《Distributed Systems》介绍:伦敦大学学院分布式系统课程课件. 《Distributed systems for fun and profit》介绍:分布式系统电子书籍. 《Distributed Systems Spring 2015》介绍:卡内基梅隆大学春季分布式课程主页 《Distributed Systems: Concepts and Design (5th Edition)》介绍: 电子书,分布式系统概念与设计(第五版) 《走向分布式》介绍:这是一位台湾网友 ccshih 的文字,短短的篇幅介绍了分布式系统的若干要点。pdf 《Introduction to Distributed Systems Spring 2013》介绍:清华大学分布式系统课程主页,里面的schedule栏目有很多宝贵的资源 《Distributed systems》介绍:免费的在线分布式系统书籍 《Some good resources for learning about distributed computing》介绍:Quora上面的一篇关于学习分布式计算的资源. 《Spanner: Google’s Globally-Distributed Database》介绍:这个是第一个全球意义上的分布式数据库,也是Google的作品。其中介绍了很多一致性方面的设计考虑,为了简单的逻辑设计,还采用了原子钟,同样在分布式系统方面具有很强的借鉴意义. 《The Chubby lock service for loosely-coupled distributed systems》介绍:Google的统面向松散耦合的分布式系统的锁服务,这篇论文详细介绍了Google的分布式锁实现机制Chubby。Chubby是一个基于文件实现的分布式锁,Google的Bigtable、Mapreduce和Spanner服务都是在这个基础上构建的,所以Chubby实际上是Google分布式事务的基础,具有非常高的参考价值。另外,著名的zookeeper就是基于Chubby的开源实现.推荐The google stack,Youtube:The Chubby lock service for loosely-coupled distributed systems 《Sinfonia: a new paradigm for building scalable distributed systems》介绍:这篇论文是SOSP2007的Best Paper,阐述了一种构建分布式文件系统的范式方法,个人感觉非常有用。淘宝在构建TFS、OceanBase和Tair这些系统时都充分参考了这篇论文. 《Data-Intensive Text Processing with MapReduce》介绍:Ebook:Data-Intensive Text Processing with MapReduce. 《Design and Implementation of a Query Processor for a Trusted Distributed Data Base Management System》介绍:Design and Implementation of a Query Processor for a Trusted Distributed Data Base Management System. 《Distributed Query Processing》介绍:分布式查询入门. 《Distributed Systems and the End of the API》介绍:分布式系统和api总结. 《Distributed Query Reading》介绍:分布式系统阅读论文,此外还推荐github上面的一个论文列表The Distributed Reader。 《Replication, atomicity and order in distributed systems》介绍:Replication, atomicity and order in distributed systems 《MIT course:Distributed Systems》介绍:2015年MIT分布式系统课程主页,这次用Golang作为授课语言。6.824 Distributed Systems课程主页 《Distributed systems for fun and profit》介绍:免费分布式系统电子书。 《Ori:A Secure Distributed File System》介绍:斯坦福开源的分布式文件系统。 《Availability in Globally Distributed Storage Systems》介绍:Google论文:设计一个高可用的全球分布式存储系统。 《Calvin: Fast Distributed Transactions For Partitioned Database Systems》介绍:对于分区数据库的分布式事务处理。 《Distributed Systems Building Block: Flake Ids》介绍:Distributed Systems Building Block: Flake Ids. 《Introduction to Distributed System Design》介绍:Google Code University课程,如何设计一个分布式系统。 《Sheepdog: Distributed Storage System for KVM》介绍:KVM的分布式存储系统. 《Readings in Distributed Systems Systems》介绍:分布式系统课程列表,包括数据库、算法等. 《Tera》介绍:来自百度的分布式表格系统. 《Distributed systems: for fun and profit》介绍:分布式系统的在线电子书. 《Distributed Systems Reading List》介绍:分布式系统资料,此外还推荐Various articles about distributed systems. 《Designs, Lessons and Advice from Building Large Distributed Systems》介绍:Designs, Lessons and Advice from Building Large Distributed Systems. 《Testing a Distributed System》介绍:Testing a distributed system can be trying even under the best of circumstances. 《The Google File System》介绍: 基于普通服务器构建超大规模文件系统的典型案例,主要面向大文件和批处理系统, 设计简单而实用。 GFS是google的重要基础设施, 大数据的基石, 也是Hadoop HDFS的参考对象。 主要技术特点包括: 假设硬件故障是常态(容错能力强), 64MB大块, 单Master设计,Lease/链式复制, 支持追加写不支持随机写. 《Bigtable: A Distributed Storage System for Structured Data》介绍:支持PB数据量级的多维非关系型大表, 在google内部应用广泛,大数据的奠基作品之一 , Hbase就是参考BigTable设计。 Bigtable的主要技术特点包括: 基于GFS实现数据高可靠, 使用非原地更新技术(LSM树)实现数据修改, 通过range分区并实现自动伸缩等.中文版 《PacificA: Replication in Log-Based Distributed Storage Systems》介绍:面向log-based存储的强一致的主从复制协议, 具有较强实用性。 这篇文章系统地讲述了主从复制系统应该考虑的问题, 能加深对主从强一致复制的理解程度。 技术特点: 支持强一致主从复制协议, 允许多种存储实现, 分布式的故障检测/Lease/集群成员管理方法. 《Object Storage on CRAQ, High-throughput chain replication for read-mostly workloads》介绍:分布式存储论文:支持强一直的链式复制方法, 支持从多个副本读取数据,实现code. 《Finding a needle in Haystack: Facebook’s photo storage》介绍:Facebook分布式Blob存储,主要用于存储图片. 主要技术特色:小文件合并成大文件,小文件元数据放在内存因此读写只需一次IO. 《Windows Azure Storage: A Highly Available Cloud Storage Service with Strong Consistency》介绍: 微软的分布式存储平台, 除了支持类S3对象存储,还支持表格、队列等数据模型. 主要技术特点:采用Stream/Partition两层设计(类似BigTable);写错(写满)就封存Extent,使得副本字节一致, 简化了选主和恢复操作; 将S3对象存储、表格、队列、块设备等融入到统一的底层存储架构中. 《Paxos Made Live – An Engineering Perspective》介绍:从工程实现角度说明了Paxo在chubby系统的应用, 是理解Paxo协议及其应用场景的必备论文。 主要技术特点: paxo协议, replicated log, multi-paxo.参考阅读:关于Paxos的历史 《Dynamo: Amazon’s Highly Available Key-Value Store》介绍:Amazon设计的高可用的kv系统,主要技术特点:综和运用一致性哈希,vector clock,最终一致性构建一个高可用的kv系统, 可应用于amazon购物车场景.新内容来自分布式存储必读论文 《Efficient Replica Maintenance for Distributed Storage Systems》介绍:分布式存储系统中的副本存储问题. 《PADS: A Policy Architecture for Distributed Storage Systems》介绍:分布式存储系统架构. 《The Chirp Distributed Filesystem》介绍:开源分布式文件系统Chirp,对于想深入研究的开发者可以阅读文章的相关Papers. 《Time, Clocks, and the Ordering of Events in a Distributed System》介绍:经典论文分布式时钟顺序的实现原理. 《Making reliable distributed systems in the presence of sodware errors》介绍:面向软件错误构建可靠的分布式系统,中文笔记. 《MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters》介绍:MapReduce:超大集群的简单数据处理. 《Distributed Computer Systems Engineering》介绍:麻省理工的分布式计算课程主页,里面的ppt和阅读列表很多干货. 《The Styx Architecture for Distributed Systems》介绍:分布式系统Styx的架构剖析. 《What are some good resources for learning about distributed computing? Why?》介绍:Quora上面的一个问答:有哪些关于分布式计算学习的好资源. 《RebornDB: The Next Generation Distributed Key-Value Store》介绍:下一代分布式k-v存储数据库. 《Operating System Concepts Ninth Edition》介绍:分布式系统归根结底还是需要操作系统的知识,这是耶鲁大学的操作系统概念书籍首页,里面有提供了第8版的在线电子版和最新的学习操作系统指南,学习分布式最好先学习操作系统. 《The Log: What every software engineer should know about real-time data's unifying abstraction》介绍:分布式系统Log剖析,非常的详细与精彩. 中文翻译 | 中文版笔记. 《Operating Systems Study Guide》介绍:分布式系统基础之操作系统学习指南. 《分布式系统领域经典论文翻译集》介绍:分布式系统领域经典论文翻译集. 《Maintaining performance in distributed systems》介绍:分布式系统性能维护. 《Computer Science from the Bottom Up》介绍:计算机科学,自底向上,小到机器码,大到操作系统内部体系架构,学习操作系统的另一个在线好材料. 《Operating Systems: Three Easy Pieces》介绍:<操作系统:三部曲>在线电子书,虚拟、并发、持续. 《Database Systems: reading list》介绍:数据库系统经典论文阅读列,此外推送github上面的db reading. 《Unix System Administration》介绍:Unix System Administration ebook. 《The Amoeba Distributed Operating System》介绍:分布式系统经典论文. 《Principles of Computer Systems》介绍:计算机系统概念,以分布式为主.此外推荐Introduction to Operating Systems笔记 《Person page of EMİN GÜN SİRER》介绍:推荐康奈尔大学的教授EMİN GÜN SİRER的主页,他的研究项目有分布式,数据存储。例如HyperDex数据库就是他的其中一个项目之一. 《Scalable, Secure, and Highly Available Distributed File Access》介绍:来自卡内基梅隆如何构建可扩展的、安全、高可用性的分布式文件系统,其他papers. 《Distributed (Deep) Machine Learning Common》介绍:分布式机器学习常用库. 《The Datacenter as a Computer》介绍:介绍了如何构建仓储式数据中心,尤其是对于现在的云计算,分布式学习来说很有帮助.本书是Synthesis Lectures on Computer Architecture系列的书籍之一,这套丛书还有 《The Memory System》,《Automatic Parallelization》,《Computer Architecture Techniques for Power Efficiency》,《Performance Analysis and Tuning for General Purpose Graphics Processing Units》,《Introduction to Reconfigurable Supercomputing》,Memory Systems Cache, DRAM, Disk 等 《helsinki:Distributed Systems Course slider》介绍:来自芬兰赫尔辛基的分布式系统课程课件:什么是分布式,复制,一致性,容错,同步,通信. 《TiDB is a distributed SQL database》介绍:分布式数据库TiDB,Golang开发. 《S897: Large-Scale Systems》介绍:课程资料:大规模系统. 《Large-scale L-BFGS using MapReduce》介绍:使用MapReduce进行大规模分布式集群环境下并行L-BFGS. 《Twitter是如何构建高性能分布式日志的》介绍:Twitter是如何构建高性能分布式日志的. 《Distributed Systems: When Limping Hardware Is Worse Than Dead Hardware》介绍:在分布式系统中某个组件彻底死了影响很小,但半死不活(网络/磁盘),对整个系统却是毁灭性的. 《Tera - 高性能、可伸缩的结构化数据库》介绍:来自百度的分布式数据库. 《SequoiaDB is a distributed document-oriented NoSQL Database》介绍:SequoiaDB分布式文档数据库开源. 《Readings in distributed systems》介绍:这个网址里收集了一堆各TOP大学分布式相关的课程. 《Paxos vs Raft》介绍:这个网站是Raft算法的作者为教授Paxos和Raft算法做的,其中有两个视频链接,分别讲上述两个算法.参考阅读:关于Paxos的历史 《A Scalable Content-Addressable Network》介绍:A Scalable Content-Addressable Network. 《500 Lines or Less》介绍:这个项目其实是一本书( The Architecture of Open Source Applications)的源代码附录,是一堆大牛合写的. 《MIT 6.824 Distributed System》介绍:这只是一个课程主页,没有上课的视频,但是并不影响你跟着它上课:每一周读两篇课程指定的论文,读完之后看lecture-notes里对该论文内容的讨论,回答里面的问题来加深理解,最后在课程lab里把所看的论文实现。当你把这门课的作业刷完后,你会发现自己实现了一个分布式数据库. 《HDFS-alike in Go》介绍:使用go开发的分布式文件系统. 《What are some good resources for learning about distributed computing? Why?》介绍:Quora上关于学习分布式的资源问答. 《SeaweedFS is a simple and highly scalable distributed file system》介绍:SeaweedFS是使用go开发的分布式文件系统项目,代码简单,逻辑清晰. 《Codis - yet another fast distributed solution for Redis》介绍:Codis 是一个分布式 Redis 解决方案, 对于上层的应用来说, 连接到 Codis Proxy 和连接原生的 Redis Server 没有明显的区别 《Paper: Coordination Avoidance In Distributed Databases By Peter Bailis》介绍:Coordination Avoidance In Distributed Databases. 《从零开始写分布式数据库》介绍:本文以TiDB 源码为例. 《what we talk about when we talk about distributed systems》介绍:分布式系统概念梳理,为分布式系统涉及的主要概念进行了梳理. 《Distributed locks with Redis》介绍:使用Redis实现分布式锁. 《CS244b: Distributed Systems》介绍: 斯坦福2014年秋季分布式课程. 《RAMP Made Easy》介绍: 分布式的“读原子性”. 《Strategies and Principles of Distributed Machine Learning on Big Data》介绍: 大数据分布式机器学习的策略与原理. 《Distributed Systems: What is the CAP theorem?》介绍: 分布式CAP法则. 《How should I start to learn distributed storage system as a beginner?》介绍: 新手如何步入分布式存储系统. 《Cassandra - A Decentralized Structured Storage System》介绍: 分布式存储系统Cassandra剖析,推荐白皮书Introduction to Apache Cassandra. 《What is the best resource to learn about distributed systems?》介绍: 分布式系统学习资源. 《What are some high performance TCP hacks?》介绍: 一些高性能TCP黑客技巧. 《Maintaining performance in distributed systems》介绍:分布式系统性能提升. 《A simple totally ordered broadcast protocol》介绍:Benjamin Reed 和 Flavio P.Junqueira 所著论文,对Zab算法进行了介绍,zab算法是Zookeeper保持数据一致性的核心,在国内有很多公司都使用zookeeper做为分布式的解决方案.推荐与此相关的一篇文章ZooKeeper’s atomic broadcast protocol: Theory and practice. 《zFS - A Scalable Distributed File System Using Object Disk》介绍:可扩展的分布式文件系统ZFS,The Zettabyte File System,End-to-end Data Integrity for File Systems: A ZFS Case Study. 《A Distributed Haskell for the Modern Web》介绍:分布式Haskell在当前web中的应用. 《Reasoning about Consistency Choices in Distributed Systems》介绍:POPL2016的论文,关于分布式系统一致性选择的论述,POPL所接受的论文,github上已经有人整理. 《Paxos Made Simple》介绍:Paxos让分布式更简单.译文.参考阅读:关于Paxos的历史,understanding Paxos part1,Understanding Paxos – Part 2.Quora: What is a simple explanation of the Paxos algorithm?,Tutorial Summary: Paxos Explained from Scratch,Paxos algorithm explained, part 1: The essentials,Paxos algorithm explained, part 2: Insights 《Consensus Protocols: Paxos》介绍:分布式系统一致性协议:Paxos.参考阅读:关于Paxos的历史 《Consensus on Transaction Commit》介绍:事务提交的一致性探讨. 《The Part-Time Parliaments》介绍:在《The Part-Time Parliament》中描述了基本协议的交互过程。在基本协议的基础上完善各种问题得到了最终的议会协议。 为了让人更容易理解《The Part-Time Parliament》中描述的Paxos算法,Lamport在2001发表了《Paxos Made Simple》,以更平直的口头语言描述了Paxos,而没有包含正式的证明和数学术语。《Paxos Made Simple》中,将算法的参与者更细致的划分成了几个角色:Proposer、Acceptor、Learner。另外还有Leader和Client.参考阅读:关于Paxos的历史 《Paxos Made Practical》介绍:看这篇论文时可以先看看理解Paxos Made Practical. 《PaxosLease: Diskless Paxos for Leases》介绍:PaxosLease:实现租约的无盘Paxos算法,译文. 《Paxos Made Moderately Complex》介绍:Paxos算法实现,译文,同时推荐42 Paxos Made Moderately Complex. 《Hadoop Reading List》介绍:Hadoop学习清单. 《Hadoop Reading List》介绍:Hadoop学习清单. 《2010 NoSQL Summer Reading List》介绍:NoSQL知识清单,里面不仅仅包含了数据库阅读清单还包含了分布式系统资料. 《Raft: Understandable Distributed Consensus》介绍:Raft可视化图帮助理解分布式一致性 《Etcd:Distributed reliable key-value store for the most critical data of a distributed system》介绍:Etcd分布式Key-Value存储引擎 《Understanding Availability》介绍:理解peer-to-peer系统中的可用性究竟是指什么.同时推荐基于 Peer-to-Peer 的分布式存储系统的设计 《Process structuring, synchronization, and recovery using atomic actions》介绍:经典论文 《Programming Languages for Parallel Processing》介绍:并行处理的编程语音 《Analysis of Six Distributed File Systems》介绍:此篇论文对HDFS,MooseFS,iRODS,Ceph,GlusterFS,Lustre六个存储系统做了详细分析.如果是自己研发对应的存储系统推荐先阅读此篇论文 《A Survey of Distributed File Systems》介绍:分布式文件系统综述 《Concepts of Concurrent Programming》介绍:并行编程的概念,同时推荐卡内基梅隆FTP 《Concurrency Control Performance Modeling:Alternatives and Implications》介绍:并发控制性能建模:选择与意义 《Distributed Systems - Concepts and Design 5th Edition》介绍:ebook分布式系统概念与设计 《分布式系统设计的形式方法》介绍:分布式系统设计的形式方法 《互斥和选举算法》介绍:互斥和选举算法 《Actors:A model Of Concurrent Cornputation In Distributed Systems》介绍:经典论文 《Security Engineering: A Guide to Building Dependable Distributed Systems》介绍:如何构建一个安全可靠的分布式系统,About the Author,Bibliography:文献资料,章节访问把链接最后的01换成01-27即可 《15-712 Advanced and Distributed Operating Systems》介绍:卡内基梅隆大学的分布式系统博士生课程主页,有很丰富的资料 《Dapper, Google's Large-Scale Distributed Systems Tracing Infrastructure》介绍:Dapper,大规模分布式系统的跟踪系统,译文,译文对照 《CS262a: Advanced Topics in Computer Systems》介绍:伯克利大学计算机系统进阶课程,内容有深度,涵盖分布式,数据库等内容 《Egnyte Architecture: Lessons Learned In Building And Scaling A Multi Petabyte Distributed System》介绍:PB级分布式系统构建/扩展经验 《CS162: Operating Systems and Systems Programming》介绍:伯克利大学计算机系统课程:操作系统与系统编程 《MDCC: Multi-Data Center Consistency》介绍:MDCC主要解决跨数据中心的一致性问题中间件,一种新的协议 《Research at Google:Distributed Systems and Parallel Computing》介绍:google公开对外发表的分布式系统与并行计算论文 《HDFS Architecture Guide》介绍:分布式文件系统HDFS架构 《ActorDB distributed SQL database》介绍:分布式 Key/Value数据库 《An efficient data location protocol for self-organizing storage clusters》介绍:是著名的Ceph的负载平衡策略,文中提出的几种策略都值得尝试,比较赞的一点是可以对照代码体会和实践,如果你还需要了解可以看看Ceph:一个 Linux PB 级分布式文件系统,除此以外,论文的引用部分也挺值得阅读的,同时推荐Ceph: A Scalable, High-Performance Distributed File System 《A Self-Organizing Storage Cluster for Parallel Data-Intensive Applications》介绍:Surrento的冷热平衡策略就采用了延迟写技术 《HBA: Distributed Metadata Management for Large Cluster-Based Storage Systems》介绍:对于分布式存储系统的元数据管理. 《Server-Side I/O Coordination for Parallel File Systems》介绍:服务器端的I/O协调并行文件系统处理,网络,文件存储等都会涉及到IO操作.不过里面涉及到很多技巧性的思路在实践时需要斟酌 《Distributed File Systems: Concepts and Examples》介绍:分布式文件系统概念与应用 《CSE 221: Graduate Operating Systems》介绍:加利福尼亚大学的研究生操作系统课程主页,论文很值得阅读 《S4: Distributed Stream Computing Platform》介绍:Yahoo出品的流式计算系统,目前最流行的两大流式计算系统之一(另一个是storm),Yahoo的主要广告计算平台 《Pregel: a system for large-scale graph processing》介绍:Google的大规模图计算系统,相当长一段时间是Google PageRank的主要计算系统,对开源的影响也很大(包括GraphLab和GraphChi) 《GraphLab: A New Framework for Parallel Machine Learning》介绍:CMU基于图计算的分布式机器学习框架,目前已经成立了专门的商业公司,在分布式机器学习上很有两把刷子,其单机版的GraphChi在百万维度的矩阵分解都只需要2~3分钟; 《F1: A Distributed SQL Database That Scales》介绍:这篇论文是Google 2013年发表的,介绍了F1的架构思路,13年时就开始支撑Google的AdWords业务,另外两篇介绍文章F1 - The Fault-Tolerant Distributed RDBMS Supporting Google's Ad Business .Google NewSQL之F1 《Cockroach DB:A Scalable, Survivable, Strongly-Consistent SQL Database》介绍:CockroachDB :一个可伸缩的、跨地域复制的,且支持事务的数据存储,InfoQ介绍,Design and Architecture of CockroachDb 《Multi-Paxos: An Implementation and Evaluation》介绍:Multi-Paxos实现与总结,此外推荐Paxos/Multi-paxos Algorithm,Multi-Paxos Example,地址:ftp://ftp.cs.washington.edu/tr/2009/09/UW-CSE-09-09-02.PDF 《Zab: High-performance broadcast for primary-backup systems》介绍:一致性协议zab分析 《A Distributed Hash Table》介绍:分布式哈希算法论文,扩展阅读Introduction to Distributed Hash Tables,Distributed Hash Tables 《Comparing the performance of distributed hash tables under churn》介绍:分布式hash表性能的Churn问题 《Brewer’s Conjecture and the Feasibility of Consistent, Available, Partition-Tolerant Web》介绍:分布式系统的CAP问题,推荐Perspectives on the CAP Theorem.对CAP理论的解析文章,PODC ppt,A plain english introduction to CAP Theorem,IEEE Computer issue on the CAP Theorem 《F2FS: A New File System for Flash Storage》介绍:闪存存储文件系统F2FS 《Better I/O Through Byte-Addressable, Persistent Memory》介绍:微软发表的关于i/o访问优化论文 《tmpfs: A Virtual Memory File System》介绍:虚拟内存文件系统tmpfs 《BTRFS: The Linux B-tree Filesystem》介绍:Linux B-tree文件系统. 《Akamai technical publication》介绍:Akamai是全球最大的云计算机平台之一,承载了全球15-30%网络流量,如果你是做CDN或者是云服务,这个里面的论文会给你很有帮助.例如这几天看facebook开源的osquery。找到通过db的方式运维,找到Keeping Track of 70,000+ Servers: The Akamai Query System这篇论文,先看论文领会思想,然后再使用工具osquery实践 《BASE: An Acid Alternative》介绍:来自eBay 的解决方案,译文Base: 一种Acid的替代方案,应用案例参考保证分布式系统数据一致性的6种方案 《A Note on Distributed Computing》介绍:Jim Waldo和Sam Kendall等人共同撰写了一篇非常有名的论文“分布式计算备忘录”,这篇论文在Reddit上被人推荐为“每个程序员都应当至少读上两篇”的论文。在这篇论文中,作者表示“忽略本地计算与分布式计算之间的区别是一种危险的思想”,特别指出了Emerald、Argus、DCOM以及CORBA的设计问题。作者将这些设计问题归纳为“三个错误的原则”: “对于某个应用来说,无论它的部署环境如何,总有一种单一的、自然的面向对象设计可以符合其需求。” “故障与性能问题与某个应用的组件实现直接相关,在最初的设计中无需考虑这些问题。” “对象的接口与使用对象的上下文无关”. 《Distributed Systems Papers》介绍:分布式系统领域经典论文列表. 《Consistent Hashing and Random Trees: Distributed Caching Protocols for Relieving Hot Spots on the World Wide Web》介绍:Consistent Hashing算法描述. 《SIGMOD 2016: Accepted Research Papers》介绍:SIGMOD是世界上最有名的数据库会议之一,最具有权威性,收录论文审核非常严格.2016年的SIGMOD 会议照常进行,上面收录了今年SIGMOD收录的论文,把题目输入google中加上pdf就能找到,很多论文值得阅读,SIGMOD 2015 《Notes on CPSC 465/565: Theory of Distributed Systems》介绍:耶鲁大学的分布式系统理论课程笔记 《Distributed Operating System Doc PDF》介绍:分布式系统文档资源(可下载) 《Anatomy of a database system》介绍:数据库系统剖析,这本书是由伯克利大学的Joseph M. Hellerstein和M. Stonebraker合著的一篇论文.对数据库剖析很有深度.除此以外还有一篇文章Architecture of a Database System。数据库系统架构,厦门大学的数据库实验室教授林子雨组织过翻译 《A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks》介绍:数据库关系模型论文 《RUC Innovative data systems reaserch lab recommand papers》介绍:中国人民大学数据研究实验室推荐的数据库领域论文 《A Scalable Distributed Information Management System》介绍:构建可扩展的分布式信息管理系统 《Distributed Systems in Haskell》介绍:Haskell中的分布式系统开发 《Large-scale cluster management at Google with Borg》介绍:Google使用Borg进行大规模集群的管理,伯克利大学ppt介绍,中文版 《Lock Free Programming Practice》介绍:并发编程(Concurrency Programming)资料,主要涵盖lock free数据结构实现、内存回收方法、memory model等备份链接 密码: xc5j 《Distributed Algorithms Lecture Notes for 6.852》介绍:Nancy Lynch's的分布式算法研究生课程讲义 《Distributed Algorithms for Topic Models》介绍:分布式算法主题模型. 《RecSys - ACM Recommender Systems》介绍:世界上非常有名的推荐系统会议,我比较推荐接收的PAPER 《All Things Distributed》介绍:推荐一个博客,博主是Amazon CTO Werner Vogels,这是一个关注分布式领域的博客.大部分博文是关于在工业界应用. 《programming, database, distributed system resource list》介绍:这个Git是由阿里(alibaba)的技术专家何登成维护,主要是分布式数据库. 《Making reliable distributed systems in the presence of sodware errors》介绍:Erlang的作者Joe Armstrong撰写的论文,面对软件错误构建可靠的分布式系统.中文译版 《CS 525: Advanced Distributed Systems[Spring 2016]》介绍:伊利诺伊大学的Advanced Distributed Systems 里把各个方向重要papers(updated Spring 2015)列举出来,可以参考一下 《Distributed Algorithms》介绍:这是一本分布式算法电子书,作者是Jukka Suomela.讲述了多个计算模型,一致性,唯一标示,并发等. 《TinyLFU: A Highly Efficient Cache Admission Policy》介绍:当时是在阅读如何设计一个缓存系统时看到的,然后通过Google找到了这一篇关于缓存策略的论文,它是LFU的改良版,中文介绍.如果有兴趣可以看看Golang实现版。结合起来可能会帮助你理解 《6.S897: Large-Scale Systems》介绍:斯坦福大学给研究生开的分布式系统课程。教师是 spark 作者 matei. 能把这些内容真正理解透,分布式系统的功力就很强了。 《学习分布式系统需要怎样的知识?》介绍:[怎么学系列]学习分布式系统需要怎样的知识? 《Distributed systems theory for the distributed systems engineer》介绍:分布式系统工程师的分布式系统理论 《A Distributed Systems Reading List》介绍:分布式系统论文阅读列表 《Distributed Systems Reading Group》介绍:麻省理工大学分布式系统小组,他们会把平时阅读到的优秀论文分享出来。虽然有些论文本页已经收录,但是里面的安排表schedule还是挺赞的 《Scalable Software Architecture》介绍:分布式系统、可扩展性与系统设计相关报告、论文与网络资源汇总. 《MapReduce&Hadoop resource》介绍:MapReduce&Hadoop相关论文,涉及分布式系统设计,性能分析,实践,优化等多个方面 《Distributed Systems: Principles and Paradigms(second edtion)》介绍:分布式系统原理与范型第二版,课后解答 《Distributed Systems Seminar's reading list for Spring 2017》介绍:分布式系统研讨会论文阅读列表 《A Critique of the CAP Theorem》介绍:这是一篇评论CAP定理的论文,学习CAP很有帮助,推荐阅读评论文章"A Critique of the CAP Theorem" 《Evolving Distributed Systems》介绍:推荐文章不断进化的分布式系统.

suonayi 2019-12-02 03:17:27 0 浏览量 回答数 0

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Hystrix 是什么?【Java问答学堂】60期

剑曼红尘 2020-07-20 12:49:25 2 浏览量 回答数 1

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这是一个非常典型的解决方案, 对象存储 OSS 可以支持海量视频存储,采集上传的视频被转码以适配各种终端,CDN 加速终端设备播放视频的速度。此外还有一些内容安全审查需求, 比如鉴黄、鉴恐等。 而在视频点播解决方案中, 视频转码是最消耗计算力的一个子系统,虽然您可以使用云上专门的转码服务,但在很多情况下,您会选择自己搭建转码服务。比如: 您已经在虚拟机/容器平台上基于 FFmpeg 部署了一套视频处理服务,能否在此基础上让它更弹性,更高的可用性? 您的需求只是简单的转码需求,或是一些极其轻量的需求,比如获取 OSS 上视频前几帧的 GIF、获取视频或者音频的时长,自己搭建成本更低。 各种格式的音频转换或者各种采样率自定义、音频降噪等功能 您有更高级的自定义处理需求,比如视频转码完成后, 需要记录转码详情到数据库, 或者在转码完成后, 自动将热度很高的视频预热到 CDN 上, 从而缓解源站压力。 您有并发处理大量视频的需求。 自定义视频处理流程中可能会有多种操作组合, 比如转码、加水印和生成视频首页 GIF。后续为视频处理系统增加新需求,比如调整转码参数,希望新功能发布上线对在线服务无影响。 您的视频源文件存放在 NAS 或者 ECS 云盘上,自建服务可以直接读取源文件处理,而不需要将它们再迁移到 OSS 上。 如果您的视频处理系统有上述需求,或者您期望实现一个 弹性、高可用、低成本、免运维、灵活支持任意处理逻辑 的视频处理系统,那么本文则是您期待的最佳实践方案。 Serverless 自定义视频处理 在介绍具体方案之前, 先介绍两款产品: 函数计算 :阿里云函数计算是事件驱动的全托管计算服务。通过函数计算,您无需管理服务器等基础设施,只需编写代码并上传。函数计算会为您准备好计算资源,以弹性、可靠的方式运行您的代码,并提供日志查询、性能监控、报警等功能。 函数工作流:函数工作流(Function Flow,以下简称 FnF)是一个用来协调多个分布式任务执行的全托管云服务。您可以用顺序,分支,并行等方式来编排分布式任务,FnF 会按照设定好的步骤可靠地协调任务执行,跟踪每个任务的状态转换,并在必要时执行用户定义的重试逻辑,以确保工作流顺利完成。 免费开通函数计算,按量付费,函数计算有很大的免费额度。 免费开通函数工作流,按量付费,函数工作流有很大的免费额度。 函数计算可靠的执行任意逻辑, 逻辑可以是利用 FFmpeg 对视频任何处理操作, 也可以更新视频 meta 数据到数据库等。 函数工作流对相应的函数进行编排, 比如第一步的函数是转码, 第二步的函数是转码成功后,将相应 meta 数据库写入数据库等。 至此,您应该初步理解了函数计算的自定义处理能力 + 函数工作流编排能力几乎满足您任何自定义处理的需求,接下来,本文以一个具体的示例展示基于函数计算和函数工作流打造的一个弹性高可用的 Serverless 视频处理系统,并与传统方案进行性能、成本和工程效率的对比。 简单视频处理系统 假设您是对短视频进行简单的处理, 架构方案图如下: 如上图所示, 用户上传一个视频到 OSS, OSS 触发器自动触发函数执行, 函数调用 FFmpeg 进行视频转码, 并且将转码后的视频保存回 OSS。 OSS 事件触发器, 阿里云对象存储和函数计算无缝集成。您可以为各种类型的事件设置处理函数,当 OSS 系统捕获到指定类型的事件后,会自动调用函数处理。例如,您可以设置函数来处理 PutObject 事件,当您调用 OSS PutObject API 上传视频到 OSS 后,相关联的函数会自动触发来处理该视频。 简单视频处理系统示例工程地址 您可以直接基于示例工程部署您的简单视频处理系统服务, 但是当您想要处理大视频(比如 test_huge.mov ) 或者对小视频进行多种组合操作的时候, 您会发现函数很大概率会执行失败,原因是函数计算的执行环境存在一些限制, 比如最大执行时间为 10 分钟, 最大内存为 3G。 为了突破函数计算执行环境的限制,引入函数工作流 FnF 去编排函数实现一个功能强大的全功能视频处理系统。 全功能视频处理系统 如上图所示, 假设用户上传一个 mov 格式的视频到 OSS,OSS 触发器自动触发函数执行, 函数调用 FnF,并行进行提取音频文件,同时进行 avi,mp4,flv 格式的转码。 所以您可以实现如下需求: 一个视频文件可以同时被转码成各种格式以及其他各种自定义处理,比如增加水印处理或者在 after-process 更新信息到数据库等。 当有多个文件同时上传到 OSS,函数计算会自动伸缩, 并行处理多个文件。 对于每一个视频,先进行切片处理,然后并行转码切片,最后合成,通过设置合理的切片时间,可以大大加速较大视频的转码速度。 所谓的视频切片,是将视频流按指定的时间间隔,切分成一系列分片文件,并生成一个索引文件记录分片文件的信息 结合 NAS + 视频切片, 可以解决超大视频(大于 3G )的转码。 全功能视频处理系统示例工程地址

保持可爱mmm 2020-04-15 23:08:12 0 浏览量 回答数 0

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Spring Cloud Alibaba:Spring 社区的唯一国产开源项目

珍宝珠 2020-02-17 17:19:23 211 浏览量 回答数 1

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前言 随着计算机技术和 Internet 的日新月异,视频点播技术因其良好的人机交互性和流媒体传输技术倍受教育、娱乐等行业青睐,而在当前, 云计算平台厂商的产品线不断成熟完善, 如果想要搭建视频点播类应用,告别刀耕火种, 直接上云会扫清硬件采购、 技术等各种障碍,以阿里云为例: image 这是一个非常典型的解决方案, 对象存储 OSS 可以支持海量视频存储,采集上传的视频被转码以适配各种终端,CDN 加速终端设备播放视频的速度。此外还有一些内容安全审查需求, 比如鉴黄、鉴恐等。 而在视频点播解决方案中, 视频转码是最消耗计算力的一个子系统,虽然您可以使用云上专门的转码服务,但在很多情况下,您会选择自己搭建转码服务。比如: 您已经在虚拟机/容器平台上基于 FFmpeg 部署了一套视频处理服务,能否在此基础上让它更弹性,更高的可用性? 您有并发处理大量视频的需求。 您有很多超大的视频需要批量快速处理完, 比如每周五定期产生几百个 4G 以上的 1080P 大视频, 但是希望当天几个小时后全部处理完。 您有更高级的自定义处理需求,比如视频转码完成后, 需要记录转码详情到数据库, 或者在转码完成后, 自动将热度很高的视频预热到 CDN 上, 从而缓解源站压力。 自定义视频处理流程中可能会有多种操作组合, 比如转码、加水印和生成视频首页 GIF。后续为视频处理系统增加新需求,比如调整转码参数,希望新功能发布上线对在线服务无影响。 您的需求只是简单的转码需求,或是一些极其轻量的需求,比如获取 OSS 上视频前几帧的 GIF、获取视频或者音频的时长,自己搭建成本更低。 各种格式的音频转换或者各种采样率自定义、音频降噪等功能 您的视频源文件存放在 NAS 或者 ECS 云盘上,自建服务可以直接读取源文件处理,而不需要将它们再迁移到 OSS 上。 如果您的视频处理系统有上述需求,或者您期望实现一个 弹性、高可用、低成本、免运维、灵活支持任意处理逻辑 的视频处理系统,那么本文则是您期待的最佳实践方案。 Serverless 自定义音视频处理 在介绍具体方案之前, 先介绍两款产品: 函数计算 :阿里云函数计算是事件驱动的全托管计算服务。通过函数计算,您无需管理服务器等基础设施,只需编写代码并上传。函数计算会为您准备好计算资源,以弹性、可靠的方式运行您的代码,并提供日志查询、性能监控、报警等功能。 函数工作流:函数工作流(Function Flow,以下简称 FnF)是一个用来协调多个分布式任务执行的全托管云服务。您可以用顺序,分支,并行等方式来编排分布式任务,FnF 会按照设定好的步骤可靠地协调任务执行,跟踪每个任务的状态转换,并在必要时执行用户定义的重试逻辑,以确保工作流顺利完成。 免费开通函数计算,按量付费,函数计算有很大的免费额度。 免费开通函数工作流,按量付费,函数工作流有很大的免费额度。 函数计算可靠的执行任意逻辑, 逻辑可以是利用 FFmpeg 对视频任何处理操作, 也可以更新视频 meta 数据到数据库等。函数工作流对相应的函数进行编排, 比如第一步的函数是转码, 第二步的函数是转码成功后,将相应 meta 数据库写入数据库等。 至此,您应该初步理解了函数计算的自定义处理能力 + 函数工作流编排能力几乎满足您任何自定义处理的需求,接下来,本文以一个具体的示例展示基于函数计算和函数工作流打造的一个弹性高可用的 Serverless 视频处理系统,并与传统方案进行性能、成本和工程效率的对比。 Simple 视频处理系统 假设您是对视频进行单纯的处理, 架构方案图如下: image 如上图所示, 用户上传一个视频到 OSS, OSS 触发器自动触发函数执行, 函数调用 FFmpeg 进行视频转码, 并且将转码后的视频保存回 OSS。 OSS 事件触发器, 阿里云对象存储和函数计算无缝集成。您可以为各种类型的事件设置处理函数,当 OSS 系统捕获到指定类型的事件后,会自动调用函数处理。例如,您可以设置函数来处理 PutObject 事件,当您调用 OSS PutObject API 上传视频到 OSS 后,相关联的函数会自动触发来处理该视频。 Simple 视频处理系统示例工程地址 强大的监控系统: 您可以直接基于示例工程部署您的 Simple 音视频处理系统服务, 但是当您想要处理超大视频(比如 test_huge.mov ) 或者对小视频进行多种组合操作的时候, 您会发现函数会执行失败,原因是函数计算的执行环境有最大执行时间为 10 分钟的限制,如果最大的 10 分钟不能满足您的需求, 您可以选择: 对视频进行分片 -> 转码 -> 合成处理, 详情参考:fc-fnf-video-processing, 下文会详细介绍; 联系函数计算团队(钉钉群号: 11721331) 或者提工单: 适当放宽执行时长限制; 申请使用更高的函数内存 12G(8vCPU) 为了突破函数计算执行环境的限制(或者说加快大视频的转码速度), 进行各种复杂的组合操作, 此时引入函数工作流 FnF 去编排函数实现一个功能强大的视频处理工作流系统是一个很好的方案。 视频处理工作流系统 image 如上图所示, 假设用户上传一个 mov 格式的视频到 OSS,OSS 触发器自动触发函数执行, 函数调用 FnF,会同时进行 1 种或者多种格式的转码(由您触发的函数环境变量DST_FORMATS 参数控制)。 所以您可以实现如下需求: 一个视频文件可以同时被转码成各种格式以及其他各种自定义处理,比如增加水印处理或者在 after-process 更新信息到数据库等。 当有多个文件同时上传到 OSS,函数计算会自动伸缩, 并行处理多个文件, 同时每次文件转码成多种格式也是并行。 结合 NAS + 视频切片, 可以解决超大视频(大于 3G )的转码, 对于每一个视频,先进行切片处理,然后并行转码切片,最后合成,通过设置合理的切片时间,可以大大加速较大视频的转码速度。 所谓的视频切片,是将视频流按指定的时间间隔,切分成一系列分片文件,并生成一个索引文件记录分片文件的信息 视频处理工作流系统示例工程地址 示例效果: gif 函数计算 + 函数工作流 Serverless 方案 VS 传统方案 卓越的工程效率 自建服务 函数计算 + 函数工作流 Serverless 基础设施 需要用户采购和管理 无 开发效率 除了必要的业务逻辑开发,需要自己建立相同线上运行环境, 包括相关软件的安装、服务配置、安全更新等一系列问题 只需要专注业务逻辑的开发, 配合 FUN 工具一键资源编排和部署 并行&分布式视频处理 需要很强的开发能力和完善的监控系统来保证稳定性 通过 FnF 资源编排即可实现多个视频的并行处理以及单个大视频的分布式处理,稳定性和监控交由云平台 学习上手成本 除了编程语言开发能力和熟悉 FFmpeg 以外,可能使用 K8S 或弹性伸缩( ESS ),需要了解更多的产品、名词和参数的意义 会编写对应的语言的函数代码和熟悉 FFmpeg 使用即可 项目上线周期 在具体业务逻辑外耗费大量的时间和人力成本,保守估计大约 30 人天,包括硬件采购、软件和环境配置、系统开发、测试、监控报警、灰度发布系统等 预计 3 人天, 开发调试(2人天)+ 压测观察(1 人天) 弹性伸缩免运维,性能优异 自建服务 函数计算 + 函数工作流 Serverless 弹性高可用 需要自建负载均衡 (SLB),弹性伸缩,扩容缩容速度较 FC 慢 FC系统固有毫秒级别弹性伸缩,快速实现底层扩容以应对峰值压力,免运维,视频处理工作流系统 (FnF + FC) 压测;性能优异, 详情见下面的转码性能表 监控报警查询 ECS 或者容器级别的 metrics 提供更细粒度的 FnF 流程执行以及函数执行情况, 同时可以查询每次函数执行的 latency 和日志等, 更加完善的报警监控机制 函数计算 + 函数工作流 Serverless 方案转码性能表 实验视频为是 89s 的 mov 文件 4K 视频: 4K.mov,云服务进行 mov -> mp4 普通转码需要消耗的时间为 188s, 将这个参考时间记为 T 视频切片时间 FC转码耗时 性能加速百分比 45s 160s 117.5% 25s 100s 188% 15s 70s 268.6% 10s 45s 417.8% 5s 35s 537.1% 性能加速百分比 = T / FC转码耗时 从上表可以看出,设置的视频切片时间越短, 视频转码时间越短, 函数计算可以自动瞬时调度出更多的计算资源来一起完成这个视频的转码, 转码性能优异。 更低的成本 具有明显波峰波谷的视频处理场景(比如只有部分时间段有视频处理请求,其他时间很少甚至没有视频处理请求),选择按需付费,只需为实际使用的计算资源付费。 没有明显波峰波谷的视频处理场景,可以使用预付费(包年包月),成本仍然具有竞争力。 函数计算成本优化最佳实践文档。 假设有一个基于 ECS 搭建的视频转码服务,由于是 CPU 密集型计算, 因此在这里将平均 CPU 利用率作为核心参考指标对评估成本,以一个月为周期,10 台 C5 ECS 的总计算力为例, 总的计算量约为 30% 场景下, 两个解决方案 CPU 资源利用率使用情况示意图大致如下: image 由上图预估出如下计费模型: 函数计算预付费 3CU 一个月: 246.27 元, 计算能力等价于 ECS 计算型 C5 ECS 计算型 C5 (2vCPU,4GB)+云盘: 包月219 元 函数计算按量付费占整个计算量的占比 <= 10%,费用约为 3×864×10% = 259.2 元,(3G 规格的函数满负载跑满一个月费用为:0.00011108×3×30×24×3600 = 863.8,详情查看计费) ITEM 平均CPU利用率 计算费用 总计 函数计算组合付费 >=80% 998(246.27×3+259.2) <= 998 按峰值预留ECS <=30% 2190(10*219) >=2190 在这个模型预估里面,可以看出 FC 方案具有很强的成本竞争力,在实际场景中, 基于 ECS 自建的视频转码服务 CPU 利用甚至很难达到 20%, 理由如下: 可能只有部分时间段有视频转码请求 为了用户体验,视频转码速度有一定的要求,可能一个视频转码就需要 10 台 ECS 并行处理来转码, 因此只能预备很多 ECS 因此,在实际场景中, FC 在视频处理上的成本竞争力远强于上述模型。 即使和云厂商视频转码服务单价 PK, 该方案仍有很强的成本竞争力 我们这边选用点播视频中最常用的两个格式(mp4、flv)之间进行相互转换,经实验验证, 函数内存设置为3G,基于该方案从 mp4 转码为 flv 的费用概览表: 实验视频为是 89s 的 mp4 和 flv 格式的文件视频, 测试视频地址: 480P.mp4 720P.mp4 1080P.mp4 4K.mp4 480P.flv 720P.flv 1080P.flv 4K.flv 测试命令: ffmpeg -i test.flv test.mp4 和 ffmpeg -i test.flv test.mp4 mp4 转 flv: 分辨率 bitrate 帧率 FC 转码耗费时间 FC 转码费用 某云视频处理费用 成本下降百分比 标清 640480 889 kb/s 24 11.2s 0.003732288 0.032 88.3% 高清 1280720 1963 kb/s 24 20.5s 0.00683142 0.065 89.5% 超清 19201080 3689 kb/s 24 40s 0.0133296 0.126 89.4% 4K 38402160 11185 kb/s 24 142s 0.04732008 0.556 91.5% flv 转 mp4: 分辨率 bitrate 帧率 FC 转码耗费时间 FC 转码费用 某云视频处理费用 成本下降百分比 标清 640480 712 kb/s 24 34.5s 0.01149678 0.032 64.1% 高清 1280720 1806 kb/s 24 100.3s 0.033424 0.065 48.6% 超清 19201080 3911 kb/s 24 226.4s 0.0754455 0.126 40.1% 4K 38402160 15109 kb/s 24 912s 0.30391488 0.556 45.3% 成本下降百分比 = (某云视频处理费用 - FC 转码费用)/ 云视频处理费用 某云视频处理,计费使用普通转码,转码时长不足一分钟,按照一分钟计算,这里计费采用的是 2 min,即使采用 1.5 min 计算, 成本下降百分比基本在10%以内浮动 从上表可以看出, 基于函数计算 + 函数工作流的方案在计算资源成本上对于计算复杂度较高的 flv 转 mp4 还是计算复杂度较低的 mp4 转 flv, 都具有很强的成本竞争力。 根据实际经验, 往往成本下降比上表列出来的更加明显, 理由如下: 测试视频的码率较高, 实际上很多场景绝大部分都是标清或者流畅视频的转码场景, 码率也比测试视频低,这个时候计算量变小, FC 执行时间短, 费用会降低, 但是通用的云转码服务计费是不变的. 很多视频分辨率在通用的云转码服务是计费是有很大损失的, 比如转码的视频是 856480 或者 1368768, 都会进入云转码服务的下一档计费单价, 比如856480 进入 1280720 高清转码计费档,1368768 进入 19201080 超清转码计费档, 单价基本是跨越式上升, 但是实际真正的计算量增加可能还不到30%, 而函数计算则是真正能做到按计算量付费. 操作部署 免费开通函数计算,按量付费,函数计算有很大的免费额度。 免费开通函数工作流,按量付费,函数工作流有很大的免费额度。 免费开通文件存储服务NAS, 按量付费 详情见各自示例工程的 README Simple 视频处理系统示例工程地址 视频处理工作流系统示例工程地址 总结 基于函数计算 FC 和函数工作流 FnF 的弹性高可用视频处理系统天然继承了这两个产品的优点: 无需采购和管理服务器等基础设施,只需专注视频处理业务逻辑的开发,大幅缩短项目交付时间和人力成本 提供日志查询、性能监控、报警等功能快速排查故障 以事件驱动的方式触发响应用户请求 免运维,毫秒级别弹性伸缩,快速实现底层扩容以应对峰值压力,性能优异 成本极具竞争力 相比于通用的转码处理服务: 超强自定义,对用户透明, 基于 FFmpeg 或者其他音视频处理工具命令快速开发相应的音视频处理逻辑 原有基于 FFmpeg 自建的音视频处理服务可以一键迁移 弹性更强, 可以保证有充足的计算资源为转码服务,比如每周五定期产生几百个 4G 以上的 1080P 大视频, 但是希望当天几个小时后全部处理完 各种格式的音频转换或者各种采样率自定义、音频降噪等功能, 比如专业音频处理工具 aacgain 和 mp3gain 可以和 serverless 工作流完成更加复杂、自定义的任务编排,比如视频转码完成后,记录转码详情到数据库,同时自动将热度很高的视频预热到 CDN 上, 从而缓解源站压力 更多的方式的事件驱动, 比如可以选择 OSS 自动触发(丰富的触发规则), 也可以根据业务选择 MNS 消息(支持 tag 过滤)触发 在大部分场景下具有很强的成本竞争力相比于其他自建服务: 毫秒级弹性伸缩,弹性能力超强,支持大规模资源调用,可弹性支持几万核.小时的计算力,比如 1 万节课半个小时完成转码 只需要专注业务逻辑代码即可,原生自带事件驱动模式,简化开发编程模型,同时可以达到消息(即音视频任务)处理的优先级,可大大提高开发运维效率 函数计算采用 3AZ 部署, 安全性高,计算资源也是多 AZ 获取, 能保证每个用户需要的算力峰值 开箱即用的监控系统, 如上面 gif 动图所示,可以多维度监控函数的执行情况,根据监控快速定位问题,同时给用户提供分析能力, 比如视频的格式分布, size 分布等 在大部分场景下具有很强的成本竞争力, 因为在函数计算是真正的按量付费(计费粒度在百毫秒), 可以理解为 CPU 的利用率为 100% 最后一一回答一下之前列出的问题: Q1: 您已经在虚拟机/容器平台上基于 FFmpeg 部署了一套视频处理服务,能否在此基础上让它更弹性,更高的可用性? A: 如工程示例所示,在虚拟机/容器平台上基于 FFmpeg 的服务可以轻松切换到函数计算, FFmpeg 相关命令可以直接移值到函数计算,改造成本较低, 同时天然继承了函数计算弹性高可用性特性。 Q2:您的需求只是简单的转码需求,或是一些极其轻量的需求,比如获取 OSS 上视频前几帧的 GIF 等。 自己搭建成本更低。 A: 函数计算天生就是解决这些自定义问题, 你的代码你做主, 代码中快速执行几个 FFmpeg 的命令即可完成需求。典型示例: fc-oss-ffmpeg Q3: 您有更高级的自定义处理需求,比如视频转码完成后, 需要记录转码详情到数据库, 或者在转码完成后, 自动将热度很高的视频预热到 CDN 上, 从而缓解源站压力。 A: 详情见视频处理工作流系统(函数计算 + 函数工作流方案),after-process 中可以做一些自定义的操作, 您还可以基于此流程再做一些额外处理等, 比如: 再增加后续流程 最开始增加 pre-process Q4: 您有并发同时处理大量视频的需求。 A: 详情见视频处理工作流系统(函数计算 + 函数工作流方案), 当有多个文件同时上传到 OSS, 函数计算会自动伸缩, 并行处理多个文件。详情可以参考 视频处理工作流系统 (FnF + FC) 压测 Q5:您有很多超大的视频需要批量快速处理完, 比如每周五定期产生几百个 4G 以上的 1080P 大视频, 但是希望当天几个小时后全部处理完。A: 详情可以参考视频处理工作流系统 (FnF + FC) 压测, 可以通过控制分片的大小, 可以使得每个大视频都有足够多的计算资源参与转码计算, 大大提高转码速度。 Q6: 自定义视频处理流程中可能会有多种操作组合, 比如转码、加水印和生成视频首页 GIF,后续为视频处理系统增加新需求,比如调整转码参数,希望新功能发布上线对在线服务无影响。 A: 详情见视频处理工作流系统(函数计算 + 函数工作流方案), FnF 只负责编排调用函数, 因此只需要更新相应的处理函数即可,同时函数有 version 和 alias 功能, 更好地控制灰度上线, 函数计算版本管理 Q7: 您的视频源文件存放在 NAS 或者 ECS 云盘上,自建服务可以直接读取源文件处理,而不需要将他们再迁移到 OSS 上。 A: 函数计算可以挂载 NAS, 直接对 NAS 中的文件进行处理

1934890530796658 2020-03-27 18:21:36 0 浏览量 回答数 0

问题

学术界关于HBase在物联网/车联网/互联网/金融/高能物理等八大场景的理论研究

pandacats 2019-12-18 16:06:18 1 浏览量 回答数 0

问题

了解什么是 Redis 的雪崩、穿透和击穿?Redis 崩溃之后会怎么样?【Java问答】37期

剑曼红尘 2020-06-17 13:17:18 31 浏览量 回答数 1

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微服务 (MicroServices) 架构是当前互联网业界的一个技术热点,圈里有不少同行朋友当前有计划在各自公司开展微服务化体系建设,他们都有相同的疑问:一个微服务架构有哪些技术关注点 (technical concerns)?需要哪些基础框架或组件来支持微服务架构?这些框架或组件该如何选型?笔者之前在两家大型互联网公司参与和主导过大型服务化体系和框架建设,同时在这块也投入了很多时间去学习和研究,有一些经验和学习心得,可以和大家一起分享。 服务注册、发现、负载均衡和健康检查和单块 (Monolithic) 架构不同,微服务架构是由一系列职责单一的细粒度服务构成的分布式网状结构,服务之间通过轻量机制进行通信,这时候必然引入一个服务注册发现问题,也就是说服务提供方要注册通告服务地址,服务的调用方要能发现目标服务,同时服务提供方一般以集群方式提供服务,也就引入了负载均衡和健康检查问题。根据负载均衡 LB 所在位置的不同,目前主要的服务注册、发现和负载均衡方案有三种: 第一种是集中式 LB 方案,如下图 Fig 1,在服务消费者和服务提供者之间有一个独立的 LB,LB 通常是专门的硬件设备如 F5,或者基于软件如 LVS,HAproxy 等实现。LB 上有所有服务的地址映射表,通常由运维配置注册,当服务消费方调用某个目标服务时,它向 LB 发起请求,由 LB 以某种策略(比如 Round-Robin)做负载均衡后将请求转发到目标服务。LB 一般具备健康检查能力,能自动摘除不健康的服务实例。服务消费方如何发现 LB 呢?通常的做法是通过 DNS,运维人员为服务配置一个 DNS 域名,这个域名指向 LB。 Fig 1, 集中式 LB 方案 集中式 LB 方案实现简单,在 LB 上也容易做集中式的访问控制,这一方案目前还是业界主流。集中式 LB 的主要问题是单点问题,所有服务调用流量都经过 LB,当服务数量和调用量大的时候,LB 容易成为瓶颈,且一旦 LB 发生故障对整个系统的影响是灾难性的。另外,LB 在服务消费方和服务提供方之间增加了一跳 (hop),有一定性能开销。 第二种是进程内 LB 方案,针对集中式 LB 的不足,进程内 LB 方案将 LB 的功能以库的形式集成到服务消费方进程里头,该方案也被称为软负载 (Soft Load Balancing) 或者客户端负载方案,下图 Fig 2 展示了这种方案的工作原理。这一方案需要一个服务注册表 (Service Registry) 配合支持服务自注册和自发现,服务提供方启动时,首先将服务地址注册到服务注册表(同时定期报心跳到服务注册表以表明服务的存活状态,相当于健康检查),服务消费方要访问某个服务时,它通过内置的 LB 组件向服务注册表查询(同时缓存并定期刷新)目标服务地址列表,然后以某种负载均衡策略选择一个目标服务地址,最后向目标服务发起请求。这一方案对服务注册表的可用性 (Availability) 要求很高,一般采用能满足高可用分布式一致的组件(例如 Zookeeper, Consul, Etcd 等)来实现。 Fig 2, 进程内 LB 方案 进程内 LB 方案是一种分布式方案,LB 和服务发现能力被分散到每一个服务消费者的进程内部,同时服务消费方和服务提供方之间是直接调用,没有额外开销,性能比较好。但是,该方案以客户库 (Client Library) 的方式集成到服务调用方进程里头,如果企业内有多种不同的语言栈,就要配合开发多种不同的客户端,有一定的研发和维护成本。另外,一旦客户端跟随服务调用方发布到生产环境中,后续如果要对客户库进行升级,势必要求服务调用方修改代码并重新发布,所以该方案的升级推广有不小的阻力。 进程内 LB 的案例是 Netflix 的开源服务框架,对应的组件分别是:Eureka 服务注册表,Karyon 服务端框架支持服务自注册和健康检查,Ribbon 客户端框架支持服务自发现和软路由。另外,阿里开源的服务框架 Dubbo 也是采用类似机制。 第三种是主机独立 LB 进程方案,该方案是针对第二种方案的不足而提出的一种折中方案,原理和第二种方案基本类似,不同之处是,他将 LB 和服务发现功能从进程内移出来,变成主机上的一个独立进程,主机上的一个或者多个服务要访问目标服务时,他们都通过同一主机上的独立 LB 进程做服务发现和负载均衡,见下图 Fig 3。 Fig 3 主机独立 LB 进程方案 该方案也是一种分布式方案,没有单点问题,一个 LB 进程挂了只影响该主机上的服务调用方,服务调用方和 LB 之间是进程内调用,性能好,同时,该方案还简化了服务调用方,不需要为不同语言开发客户库,LB 的升级不需要服务调用方改代码。该方案的不足是部署较复杂,环节多,出错调试排查问题不方便。 该方案的典型案例是 Airbnb 的 SmartStack 服务发现框架,对应组件分别是:Zookeeper 作为服务注册表,Nerve 独立进程负责服务注册和健康检查,Synapse/HAproxy 独立进程负责服务发现和负载均衡。Google 最新推出的基于容器的 PaaS 平台 Kubernetes,其内部服务发现采用类似的机制。 服务前端路由微服务除了内部相互之间调用和通信之外,最终要以某种方式暴露出去,才能让外界系统(例如客户的浏览器、移动设备等等)访问到,这就涉及服务的前端路由,对应的组件是服务网关 (Service Gateway),见图 Fig 4,网关是连接企业内部和外部系统的一道门,有如下关键作用: 服务反向路由,网关要负责将外部请求反向路由到内部具体的微服务,这样虽然企业内部是复杂的分布式微服务结构,但是外部系统从网关上看到的就像是一个统一的完整服务,网关屏蔽了后台服务的复杂性,同时也屏蔽了后台服务的升级和变化。安全认证和防爬虫,所有外部请求必须经过网关,网关可以集中对访问进行安全控制,比如用户认证和授权,同时还可以分析访问模式实现防爬虫功能,网关是连接企业内外系统的安全之门。限流和容错,在流量高峰期,网关可以限制流量,保护后台系统不被大流量冲垮,在内部系统出现故障时,网关可以集中做容错,保持外部良好的用户体验。监控,网关可以集中监控访问量,调用延迟,错误计数和访问模式,为后端的性能优化或者扩容提供数据支持。日志,网关可以收集所有的访问日志,进入后台系统做进一步分析。 Fig 4, 服务网关 除以上基本能力外,网关还可以实现线上引流,线上压测,线上调试 (Surgical debugging),金丝雀测试 (Canary Testing),数据中心双活 (Active-Active HA) 等高级功能。 网关通常工作在 7 层,有一定的计算逻辑,一般以集群方式部署,前置 LB 进行负载均衡。 开源的网关组件有 Netflix 的 Zuul,特点是动态可热部署的过滤器 (filter) 机制,其它如 HAproxy,Nginx 等都可以扩展作为网关使用。 在介绍过服务注册表和网关等组件之后,我们可以通过一个简化的微服务架构图 (Fig 5) 来更加直观地展示整个微服务体系内的服务注册发现和路由机制,该图假定采用进程内 LB 服务发现和负载均衡机制。在下图 Fig 5 的微服务架构中,服务简化为两层,后端通用服务(也称中间层服务 Middle Tier Service)和前端服务(也称边缘服务 Edge Service,前端服务的作用是对后端服务做必要的聚合和裁剪后暴露给外部不同的设备,如 PC,Pad 或者 Phone)。后端服务启动时会将地址信息注册到服务注册表,前端服务通过查询服务注册表就可以发现然后调用后端服务;前端服务启动时也会将地址信息注册到服务注册表,这样网关通过查询服务注册表就可以将请求路由到目标前端服务,这样整个微服务体系的服务自注册自发现和软路由就通过服务注册表和网关串联起来了。如果以面向对象设计模式的视角来看,网关类似 Proxy 代理或者 Façade 门面模式,而服务注册表和服务自注册自发现类似 IoC 依赖注入模式,微服务可以理解为基于网关代理和注册表 IoC 构建的分布式系统。 Fig 5, 简化的微服务架构图 服务容错当企业微服务化以后,服务之间会有错综复杂的依赖关系,例如,一个前端请求一般会依赖于多个后端服务,技术上称为 1 -> N 扇出 (见图 Fig 6)。在实际生产环境中,服务往往不是百分百可靠,服务可能会出错或者产生延迟,如果一个应用不能对其依赖的故障进行容错和隔离,那么该应用本身就处在被拖垮的风险中。在一个高流量的网站中,某个单一后端一旦发生延迟,可能在数秒内导致所有应用资源 (线程,队列等) 被耗尽,造成所谓的雪崩效应 (Cascading Failure,见图 Fig 7),严重时可致整个网站瘫痪。 Fig 6, 服务依赖 Fig 7, 高峰期单个服务延迟致雪崩效应 经过多年的探索和实践,业界在分布式服务容错一块探索出了一套有效的容错模式和最佳实践,主要包括: Fig 8, 弹性电路保护状态图 电路熔断器模式 (Circuit Breaker Patten), 该模式的原理类似于家里的电路熔断器,如果家里的电路发生短路,熔断器能够主动熔断电路,以避免灾难性损失。在分布式系统中应用电路熔断器模式后,当目标服务慢或者大量超时,调用方能够主动熔断,以防止服务被进一步拖垮;如果情况又好转了,电路又能自动恢复,这就是所谓的弹性容错,系统有自恢复能力。下图 Fig 8 是一个典型的具备弹性恢复能力的电路保护器状态图,正常状态下,电路处于关闭状态 (Closed),如果调用持续出错或者超时,电路被打开进入熔断状态 (Open),后续一段时间内的所有调用都会被拒绝 (Fail Fast),一段时间以后,保护器会尝试进入半熔断状态 (Half-Open),允许少量请求进来尝试,如果调用仍然失败,则回到熔断状态,如果调用成功,则回到电路闭合状态。舱壁隔离模式 (Bulkhead Isolation Pattern),顾名思义,该模式像舱壁一样对资源或失败单元进行隔离,如果一个船舱破了进水,只损失一个船舱,其它船舱可以不受影响 。线程隔离 (Thread Isolation) 就是舱壁隔离模式的一个例子,假定一个应用程序 A 调用了 Svc1/Svc2/Svc3 三个服务,且部署 A 的容器一共有 120 个工作线程,采用线程隔离机制,可以给对 Svc1/Svc2/Svc3 的调用各分配 40 个线程,当 Svc2 慢了,给 Svc2 分配的 40 个线程因慢而阻塞并最终耗尽,线程隔离可以保证给 Svc1/Svc3 分配的 80 个线程可以不受影响,如果没有这种隔离机制,当 Svc2 慢的时候,120 个工作线程会很快全部被对 Svc2 的调用吃光,整个应用程序会全部慢下来。限流 (Rate Limiting/Load Shedder),服务总有容量限制,没有限流机制的服务很容易在突发流量 (秒杀,双十一) 时被冲垮。限流通常指对服务限定并发访问量,比如单位时间只允许 100 个并发调用,对超过这个限制的请求要拒绝并回退。回退 (fallback),在熔断或者限流发生的时候,应用程序的后续处理逻辑是什么?回退是系统的弹性恢复能力,常见的处理策略有,直接抛出异常,也称快速失败 (Fail Fast),也可以返回空值或缺省值,还可以返回备份数据,如果主服务熔断了,可以从备份服务获取数据。Netflix 将上述容错模式和最佳实践集成到一个称为 Hystrix 的开源组件中,凡是需要容错的依赖点 (服务,缓存,数据库访问等),开发人员只需要将调用封装在 Hystrix Command 里头,则相关调用就自动置于 Hystrix 的弹性容错保护之下。Hystrix 组件已经在 Netflix 经过多年运维验证,是 Netflix 微服务平台稳定性和弹性的基石,正逐渐被社区接受为标准容错组件。 服务框架微服务化以后,为了让业务开发人员专注于业务逻辑实现,避免冗余和重复劳动,规范研发提升效率,必然要将一些公共关注点推到框架层面。服务框架 (Fig 9) 主要封装公共关注点逻辑,包括: Fig 9, 服务框架 服务注册、发现、负载均衡和健康检查,假定采用进程内 LB 方案,那么服务自注册一般统一做在服务器端框架中,健康检查逻辑由具体业务服务定制,框架层提供调用健康检查逻辑的机制,服务发现和负载均衡则集成在服务客户端框架中。监控日志,框架一方面要记录重要的框架层日志、metrics 和调用链数据,还要将日志、metrics 等接口暴露出来,让业务层能根据需要记录业务日志数据。在运行环境中,所有日志数据一般集中落地到企业后台日志系统,做进一步分析和处理。REST/RPC 和序列化,框架层要支持将业务逻辑以 HTTP/REST 或者 RPC 方式暴露出来,HTTP/REST 是当前主流 API 暴露方式,在性能要求高的场合则可采用 Binary/RPC 方式。针对当前多样化的设备类型 (浏览器、普通 PC、无线设备等),框架层要支持可定制的序列化机制,例如,对浏览器,框架支持输出 Ajax 友好的 JSON 消息格式,而对无线设备上的 Native App,框架支持输出性能高的 Binary 消息格式。配置,除了支持普通配置文件方式的配置,框架层还可集成动态运行时配置,能够在运行时针对不同环境动态调整服务的参数和配置。限流和容错,框架集成限流容错组件,能够在运行时自动限流和容错,保护服务,如果进一步和动态配置相结合,还可以实现动态限流和熔断。管理接口,框架集成管理接口,一方面可以在线查看框架和服务内部状态,同时还可以动态调整内部状态,对调试、监控和管理能提供快速反馈。Spring Boot 微框架的 Actuator 模块就是一个强大的管理接口。统一错误处理,对于框架层和服务的内部异常,如果框架层能够统一处理并记录日志,对服务监控和快速问题定位有很大帮助。安全,安全和访问控制逻辑可以在框架层统一进行封装,可做成插件形式,具体业务服务根据需要加载相关安全插件。文档自动生成,文档的书写和同步一直是一个痛点,框架层如果能支持文档的自动生成和同步,会给使用 API 的开发和测试人员带来极大便利。Swagger 是一种流行 Restful API 的文档方案。当前业界比较成熟的微服务框架有 Netflix 的 Karyon/Ribbon,Spring 的 Spring Boot/Cloud,阿里的 Dubbo 等。 运行期配置管理服务一般有很多依赖配置,例如访问数据库有连接字符串配置,连接池大小和连接超时配置,这些配置在不同环境 (开发 / 测试 / 生产) 一般不同,比如生产环境需要配连接池,而开发测试环境可能不配,另外有些参数配置在运行期可能还要动态调整,例如,运行时根据流量状况动态调整限流和熔断阀值。目前比较常见的做法是搭建一个运行时配置中心支持微服务的动态配置,简化架构如下图 (Fig 10): Fig 10, 服务配置中心 动态配置存放在集中的配置服务器上,用户通过管理界面配置和调整服务配置,具体服务通过定期拉 (Scheduled Pull) 的方式或者服务器推 (Server-side Push) 的方式更新动态配置,拉方式比较可靠,但会有延迟同时有无效网络开销 (假设配置不常更新),服务器推方式能及时更新配置,但是实现较复杂,一般在服务和配置服务器之间要建立长连接。配置中心还要解决配置的版本控制和审计问题,对于大规模服务化环境,配置中心还要考虑分布式和高可用问题。 配置中心比较成熟的开源方案有百度的 Disconf,360 的 QConf,Spring 的 Cloud Config 和阿里的 Diamond 等。 Netflix 的微服务框架Netflix 是一家成功实践微服务架构的互联网公司,几年前,Netflix 就把它的几乎整个微服务框架栈开源贡献给了社区,这些框架和组件包括: Eureka: 服务注册发现框架Zuul: 服务网关Karyon: 服务端框架Ribbon: 客户端框架Hystrix: 服务容错组件Archaius: 服务配置组件Servo: Metrics 组件Blitz4j: 日志组件下图 Fig 11 展示了基于这些组件构建的一个微服务框架体系,来自 recipes-rss。 Fig 11, 基于 Netflix 开源组件的微服务框架 Netflix 的开源框架组件已经在 Netflix 的大规模分布式微服务环境中经过多年的生产实战验证,正逐步被社区接受为构造微服务框架的标准组件。Pivotal 去年推出的 Spring Cloud 开源产品,主要是基于对 Netflix 开源组件的进一步封装,方便 Spring 开发人员构建微服务基础框架。对于一些打算构建微服务框架体系的公司来说,充分利用或参考借鉴 Netflix 的开源微服务组件 (或 Spring Cloud),在此基础上进行必要的企业定制,无疑是通向微服务架构的捷径。 原文地址:https://www.infoq.cn/article/basis-frameworkto-implement-micro-service#anch130564%20%EF%BC%8C

auto_answer 2019-12-02 01:55:22 0 浏览量 回答数 0

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首先,我们先来聊聊各类数据模型。下列相关信息参考自Emil Eifrem的博文及NoSQL数据库说明。文档类数据库传承:受Lotus Notes启发而来。数据模型:文档汇总,包括键-值汇总。实例: CouchDB, MongoDB优势: 数据建模自然、程序员易于上手、开发流程短、兼容网页模式、便于达成CRUD(即添加、查询、更新及删除的简称)。图形类数据库传承:来自 Euler 及图形理论。数据模型:节点及关系,二者结合能够保持键-值间的成对状态实例: AllegroGraph, InfoGrid, Neo4j优势:轻松玩转复杂的图形问题、处理速度快关系类数据库传承:源自 E. F. Codd在大型共享数据库中所提出的数据关系模型理论数据模型:以关系组为基础实例: VoltDB, Clustrix, MySQL优势:性能强大、联机事务处理系统扩展性好、支持SQL访问、视图直观、擅长处理交易关系、与程序员间的交互效果优异面向对象类数据库传承:源自图形数据库方面的研究成果数据模型: 对象实例: Objectivity, Gemstone优势:擅长处理复杂的对象模型、快速的键-值访问及键-功能访问并且兼具图形数据库的各类功能键-值存储传承: Amazon Dynamo中的paper概念及分布式hash表数据模型:对成对键-值的全局化汇总实例: Membase, Riak优势:尺寸掌控得当、擅长处理持续的小规模读写需求、速度快、程序员易于上手BigTable Clones传承自:谷歌BigTable中的paper概念数据模型:纵列群,即在某个表格模型中,每行在理论上至少可以有一套单独的纵列配置实例: HBase, Hypertable, Cassandra优势:尺寸掌控得当、擅长应对大规模写入负载、可用性高、支持多数据中心、支持映射简化数据结构类服务传承: 不明实例: Redis数据模型: 执行过程基于索引、列表、集合及字符串值优势:为数据库应用引入前所未有的新鲜血液网格类数据库传承:源自数据网格及元组空间研究数据模型:基于空间的构架实例: GigaSpaces, Coherence优势:优良的性能表现及上佳的交易处理扩展性我们该为自己的应用程序选择哪套方案?选择的关键在于重新思考我们的应用程序如何依据不同数据模型及不同产品进行有针对性的协同工作。即用正确的数据模型处理对应的现实任务、用正确的产品解决对应的现实问题。要探究哪类数据模型能够切实为我们的应用程序提供帮助,可以参考“到底NoSQL能在我们的工作中发挥什么作用?”一文。在这篇文章中,我试着将各种不同特性、不同功能的常用创建系统中的那些非常规的应用实例综合起来。将应用实例中的客观需求与我们的选择联系起来。这样大家就能够逆向分析出我们的基础架构中适合引入哪些产品。至于具体结论是NoSQL还是SQL,这已经不重要了。关注数据模型、产品特性以及自身需要。产品总是将各种不同的功能集中起来,因此我们很难单纯从某一类数据模型构成方式的角度直接找到最合用的那款。对功能及特性的需求存在优先级,只要对这种优先级具备较为清晰的了解,我们就能够做出最佳选择。如果我们的应用程序需要…复杂的交易:因为没人愿意承受数据丢失,或者大家更倾向于一套简单易用的交易编程模式,那么请考虑使用关系类或网格类数据库。例如:一套库存系统可能需要完整的ACID(即数据库事务执行四要素:原子性、一致性、隔离性及持久性)。顾客选中了一件产品却被告知没有库存了,这类情况显然容易引起麻烦。因为大多数时候,我们想要的并不是额外补偿、而只是选中的那件货品。若是以扩展性为优先,那么NoSQL或SQL都能应对自如。这种情况下我们需要关注那些支持向外扩展、分类处理、实时添加及移除设备、负载平衡、自动分类及整理并且容错率较高的系统。要求持续保有数据库写入功能,则需要较高的可用性。在这种情况下不妨关注BigTable类产品,其在一致性方面表现出众。如有大量的小规模持续读写要求,也就是说工作负载处于波动状态,可以关注文档类、键-值类或是那些提供快速内存访问功能的数据库。引入固态硬盘作为存储媒介也是不错的选择。以社交网络为实施重点的话,我们首先想到的就是图形类数据库;其次则是Riak这种关系类数据库。具备简单SQL功能的常驻内存式关系数据库基本上就可以满足小型数据集合的需求。Redis的集合及列表操作也能发挥作用。如果我们的应用程序需要…在访问模式及数据类型多种多样的情况下,文档类数据库比较值得考虑。这类数据库不仅灵活性好,性能表现也可圈可点。需要完备的脱机报告与大型数据集的话,首选产品是Hadoop,其次则是支持映射简化的其它产品。不过仅仅支持映射简化还不足以提供如Hadoop一样上佳的处理能力。如果业务跨越数个数据中心,Bigtable Clone及其它提供分布式选项的产品能够应对由地域距离引起的延迟现象,并具备较好的分区兼容性。要建立CRUD应用程序,首选文档类数据库。这类产品简化了从外部访问复杂数据的过程。需要内置搜索功能的话,推荐Riak。要对数据结构中的诸如列表、集合、队列及发布/订阅信息进行操作,Redis是不二之选。其具备的分布式锁定、覆盖式日志及其它各种功能都会在这类应用状态下大放异彩。将数据以便于处理的形式反馈给程序员(例如以JSON、HTTP、REST、Javascript这类形式),文档类数据库能够满足这类诉求,键-值类数据库效果次之。如果我们的应用程序需要…以直观视图的形式进行同步交易,并且具备实时数据反馈功能,VoltDB算得上一把好手。其数据汇总以及时间窗口化的表现都非常抢眼。若是需要企业级的支持及服务水平协议,我们需要着眼于特殊市场。Membase就是这样一个例子。要记录持续的数据流,却找不到必要的一致性保障?BigTable Clone交出了令人满意的答卷,因为其工作基于分布式文件系统,所以可以应对大量的写入操作。要让操作过程变得尽可能简单,答案一定在托管或平台即服务类方案之中。它们存在的目的正是处理这类要求。要向企业级客户做出推荐?不妨考虑关系类数据库,因为它们的长项就是具备解决繁杂关系问题的技术。如果需要利用动态方式建立对象之间的关系以使其具有动态特性,图形类数据库能帮上大忙。这类产品往往不需要特定的模式及模型,因此可以通过编程逐步建立。S3这类存储服务则是为支持大型媒体信息而生。相比之下NoSQL系统则往往无法处理大型二进制数据块,尽管MongoDB本身具备文件服务功能。如果我们的应用程序需要…有高效批量上传大量数据的需求?我们还是得找点有对应功能的产品。大多数产品都无法胜任,因为它们不支持批量操作。文档类数据库或是键-值类数据库能够利用流畅的模式化系统提供便捷的上传途径,因为这两类产品不仅支持可选区域、添加区域及删除区域,而且无需建立完整的模式迁移框架。要实现完整性限制,就得选择一款支持SQL DLL的产品,并在存储过程或是应用程序代码中加以运行。对于协同工作极为依赖的时候就要选择图形类数据库,因为这类产品支持在不同实体间的迅速切换。数据的移动距离较短且不必经过网络时,可以在预存程序中做出选择。预存程序在关系类、网格类、文档类甚至是键-值类数据库中都能找到。如果我们的应用程序需要…键-值存储体系擅长处理BLOB类数据的缓存及存储问题。缓存可以用于应对网页或复杂对象的存储,这种方案能够降低延迟、并且比起使用关系类数据库来说成本也较低。对于数据安全及工作状态要求较高的话可以尝试使用定制产品,并且在普遍的工作范畴(例如向上扩展、调整、分布式缓存、分区及反规范化等等)之外一定要为扩展性(或其它方面)准备解决方案。多样化的数据类型意味着我们的数据不能简单用表格来管理或是用纵列来划分,其复杂的结构及用户组成(也可能还有其它各种因素)只有文档类、键-值类以及Bigtable Clone这些数据库才能应付。上述各类数据库都具备极为灵活的数据类型处理能力。有时其它业务部门会需要进行快速关系查询,引入这种查询方式可以使我们不必为了偶尔的查看而重建一切信息。任何支持SQL的数据库都能实现这类查询。至于在云平台上运行并自动充分利用云平台的功能——这种美好的愿望目前还只能是愿望。如果我们的应用程序需要…支持辅助索引,以便通过不同的关键词查找数据,这要由关系类数据库及Cassandra推出的新辅助索引系统共同支持才能实现。创建一套处于不断增长中的数据集合(真正天文数量级的数据)然而访问量却并不大,那么Bigtable Clone是最佳选择,因为它会将数据妥善安排在分布式文件系统当中。需要整合其它类型的服务并确保数据库提供延后写入同步功能?那最好的实现方式是捕捉数据库的各种变化并将其反馈到其它系统中以保障运作的一致性。通过容错性检查了解系统对供电中断、隔离及其它故障情况的适应程度。若是当前的某项技术尚无人问津、自己却感觉大有潜力可挖,不妨在这条路上坚持走下去。这种情况有时会带来意料之外的美好前景。尝试在移动平台上工作并关注CouchDB及移动版couchbase。哪种方案更好?25%的状态改善尚不足以让我们下决心选择NoSQL。选择标准是否恰当取决于实际情况。这类标准对你的方案有指导意义吗?如果你的公司尚处于起步阶段,并且需要尽快推出自己的产品,这时不要再犹豫不决了。无论是SQL还是NoSQL都可以作为参考。

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能干的多了去了看下面弹性计算云服务器ECS:可弹性扩展、安全、稳定、易用的计算服务块存储:可弹性扩展、高性能、高可靠的块级随机存储专有网络 VPC:帮您轻松构建逻辑隔离的专有网络负载均衡:对多台云服务器进行流量分发的负载均衡服务弹性伸缩:自动调整弹性计算资源的管理服务资源编排:批量创建、管理、配置云计算资源容器服务:应用全生命周期管理的Docker服务高性能计算HPC:加速深度学习、渲染和科学计算的GPU物理机批量计算:简单易用的大规模并行批处理计算服务E-MapReduce:基于Hadoop/Spark的大数据处理分析服务数据库云数据库RDS:完全兼容MySQL,SQLServer,PostgreSQL云数据库MongoDB版:三节点副本集保证高可用云数据库Redis版:兼容开源Redis协议的Key-Value类型云数据库Memcache版:在线缓存服务,为热点数据的访问提供高速响应PB级云数据库PetaData:支持PB级海量数据存储的分布式关系型数据库云数据库HybridDB:基于Greenplum Database的MPP数据仓库云数据库OceanBase:金融级高可靠、高性能、分布式自研数据库数据传输:比GoldenGate更易用,阿里异地多活基础架构数据管理:比phpMyadmin更强大,比Navicat更易用存储对象存储OSS:海量、安全和高可靠的云存储服务文件存储:无限扩展、多共享、标准文件协议的文件存储服务归档存储:海量数据的长期归档、备份服务块存储:可弹性扩展、高性能、高可靠的块级随机存储表格存储:高并发、低延时、无限容量的Nosql数据存储服务网络CDN:跨运营商、跨地域全网覆盖的网络加速服务专有网络 VPC:帮您轻松构建逻辑隔离的专有网络高速通道:高速稳定的VPC互联和专线接入服务NAT网关:支持NAT转发、共享带宽的VPC网关大数据(数加)MaxCompute:原名ODPS,是一种快速、完全托管的TB/PB级数据仓库解决方案大数据开发套件:提供可视化开发界面、离线任务调度运维、快速数据集成、多人协同工作等功能,拥有强大的Open API为数据应用开发者提供良好的再创作生态DataV数据可视化:专精于业务数据与地理信息融合的大数据可视化,通过图形界面轻松搭建专业的可视化应用, 满足您日常业务监控、调度、会展演示等多场景使用需求关系网络分析:基于关系网络的大数据可视化分析平台,针对数据情报侦察场景赋能,如打击虚假交易,审理保险骗赔,案件还原研判等推荐引擎:推荐服务框架,用于实时预测用户对物品偏好,支持 A/B Test 效果对比公众趋势分析:利用语义分析、情感算法和机器学习,分析公众对品牌形象、热点事件和公共政策的认知趋势企业图谱:提供企业多维度信息查询,方便企业构建基于企业画像及企业关系网络的风险控制、市场监测等企业级服务数据集成:稳定高效、弹性伸缩的数据同步平台,为阿里云各个云产品提供离线(批量)数据进出通道分析型数据库:在毫秒级针对千亿级数据进行即时的多维分析透视和业务探索流计算:流式大数据分析平台,提供给用户在云上进行流式数据实时化分析工具人工智能机器学习:基于阿里云分布式计算引擎的一款机器学习算法平台,用户通过拖拉拽的方式可视化的操作组件来进行试验,平台提供了丰富的组件,包括数据预处理、特征工程、算法组件、预测与评估语音识别与合成:基于语音识别、语音合成、自然语言理解等技术,为企业在多种实际应用场景下,赋予产品“能听、会说、懂你”式的智能人机交互体验人脸识别:提供图像和视频帧中人脸分析的在线服务,包括人脸检测、人脸特征提取、人脸年龄估计和性别识别、人脸关键点定位等独立服务模块印刷文字识别:将图片中的文字识别出来,包括身份证文字识别、门店招牌识别、行驶证识别、驾驶证识别、名片识别等证件类文字识别场景云安全(云盾)服务器安全(安骑士):由轻量级Agent和云端组成,集检测、修复、防御为一体,提供网站后门查杀、通用Web软件0day漏洞修复、安全基线巡检、主机访问控制等功能,保障服务器安全DDoS高防IP:云盾DDoS高防IP是针对互联网服务器(包括非阿里云主机)在遭受大流量的DDoS攻击后导致服务不可用的情况下,推出的付费增值服务,用户可以通过配置高防IP,将攻击流量引流到高防IP,确保源站的稳定可靠Web应用防火墙:网站必备的一款安全防护产品。 通过分析网站的访问请求、过滤异常攻击,保护网站业务可用及资产数据安全加密服务:满足云上数据加密,密钥管理、加解密运算需求的数据安全解决方案CA证书服务:云上签发Symantec、CFCA、GeoTrust SSL数字证书,部署简单,轻松实现全站HTTPS化,防监听、防劫持,呈现给用户可信的网站访问数据风控:凝聚阿里多年业务风控经验,专业、实时对抗垃圾注册、刷库撞库、活动作弊、论坛灌水等严重威胁互联网业务安全的风险绿网:智能识别文本、图片、视频等多媒体的内容违规风险,如涉黄,暴恐,涉政等,省去90%人力成本安全管家:基于阿里云多年安全实践经验为云上用户提供的全方位安全技术和咨询服务,为云上用户建立和持续优化云安全防御体系,保障用户业务安全云盾混合云:在用户自有IDC、专有云、公共云、混合云等多种业务环境为用户建设涵盖网络安全、应用安全、主机安全、安全态势感知的全方位互联网安全攻防体系态势感知:安全大数据分析平台,通过机器学习和结合全网威胁情报,发现传统防御软件无法覆盖的网络威胁,溯源攻击手段、并且提供可行动的解决方案先知:全球顶尖白帽子和安全公司帮你找漏洞,最私密的安全众测平台。全面体检,提早发现业务漏洞及风险,按效果付费移动安全:为移动APP提供安全漏洞、恶意代码、仿冒应用等检测服务,并可对应用进行安全增强,提高反破解和反逆向能力。互联网中间件企业级分布式应用服务EDAS:以应用为中心的中间件PaaS平台、消息队列MQ:Apache RocketMQ商业版企业级异步通信中间件分布式关系型数据库服务DRDS:水平拆分/读写分离的在线分布式数据库服务云服务总线CSB:企业级互联网能力开放平台业务实施监控服务ARMS:端到端一体化实时监控解决方案产品分析E-MapReduce:基于Hadoop/Spark的大数据处理分析服务云数据库HybirdDB:基于Greenplum Database的MPP数据仓库高性能计算HPC:加速深度学习、渲染和科学计算的GPU物理机大数据计算服务MaxCompute:TB/PB级数据仓库解决方案分析型数据库:海量数据实时高并发在线分析开放搜索:结构化数据搜索托管服务管理与监控云监控:指标监控与报警服务访问控制:管理多因素认证、子账号与授权、角色与STS令牌资源编排:批量创建、管理、配置云计算资源操作审计:详细记录控制台和API操作密钥管理服务:安全、易用、低成本的密钥管理服务应用服务日志服务:针对日志收集、存储、查询和分析的服务开放搜索:结构化数据搜索托管服务性能测试:性能云测试平台,帮您轻松完成系统性能评估邮件推送:事务/批量邮件推送,验证码/通知短信服务API网关:高性能、高可用的API托管服务,低成本开放API物联网套件:助您快速搭建稳定可靠的物联网应用消息服务:大规模、高可靠、高并发访问和超强消息堆积能力视频服务视频点播:安全、弹性、高可定制的点播服务媒体转码:为多媒体数据提供的转码计算服务视频直播:低延迟、高并发的音频视频直播服务移动服务移动推送:移动应用通知与消息推送服务短信服务:验证码和短信通知服务,三网合一快速到达HTTPDNS:移动应用域名防劫持和精确调整服务移动安全:为移动应用提供全生命周期安全服务移动数据分析:移动应用数据采集、分析、展示和数据输出服务移动加速:移动应用访问加速云通信短信服务:验证码和短信通知服务,三网合一快速到达语音服务:语音通知和语音验证,支持多方通话流量服务:轻松玩转手机流量,物联卡专供物联终端使用私密专线:号码隔离,保护双方的隐私信息移动推送:移动应用通知与消息推送服务消息服务:大规模、高可靠、高并发访问和超强消息堆积能力邮件推送:事务邮件、通知邮件和批量邮件的快速发送

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沉默术士 2019-12-01 22:07:57 1285 浏览量 回答数 1

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复杂分布式体系结构中的应用程序有数十个依赖关系,每个依赖关系在某些时候将不可避免地失败。 服务雪崩 多个微服务之间调用的时候,假设微服务A调用微服务B和微服务C,微服务B和微服务C又调用其它的微服务,这就是所谓的“扇出”。如果扇出的链路上某个微服务的调用响应时间过长或者不可用,对微服务A的调用就会占用越来越多的系统资源,进而引起系统崩溃,所谓的“雪崩效应”. 对于高流量的应用来说,单一的后端依赖可能会导致所有服务器上的所有资源都在几秒钟内饱和。比失败更糟糕的是,这些应用程序还可能导致服务之间的延迟增加,备份队列,线程和其他系统资源紧张,导致整个系统发生更多的级联故障。这些都表示需要对故障和延迟进行隔离和管理,以便单个依赖关系的失败,不能取消整个应用程序或系统。 一般情况对于服务依赖的保护主要有以下三种解决方案: 熔断模式:这种模式主要是参考电路熔断,如果一条线路电压过高,保险丝会熔断,防止火灾。放到我们的系统中,如果某个目标服务调用慢或者有大量超时,此时,熔断该服务的调用,对于后续调用请求,不在继续调用目标服务,直接返回,快速释放资源。如果目标服务情况好转则恢复调用。 隔离模式:这种模式就像对系统请求按类型划分成一个个小岛的一样,当某个小岛被火少光了,不会影响到其他的小岛。例如可以对不同类型的请求使用线程池来资源隔离,每种类型的请求互不影响,如果一种类型的请求线程资源耗尽,则对后续的该类型请求直接返回,不再调用后续资源。这种模式使用场景非常多,例如将一个服务拆开,对于重要的服务使用单独服务器来部署,再或者公司最近推广的多中心。 限流模式:上述的熔断模式和隔离模式都属于出错后的容错处理机制,而限流模式则可以称为预防模式。限流模式主要是提前对各个类型的请求设置最高的QPS阈值,若高于设置的阈值则对该请求直接返回,不再调用后续资源。这种模式不能解决服务依赖的问题,只能解决系统整体资源分配问题,因为没有被限流的请求依然有可能造成雪崩效应。

问问小秘 2020-01-03 15:30:05 0 浏览量 回答数 0

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在开始谈我对架构本质的理解之前,先谈谈对今天技术沙龙主题的个人见解,千万级规模的网站感觉数量级是非常大的,对这个数量级我们战略上 要重 视 它 , 战术上又 要 藐 视 它。先举个例子感受一下千万级到底是什么数量级?现在很流行的优步(Uber),从媒体公布的信息看,它每天接单量平均在百万左右, 假如每天有10个小时的服务时间,平均QPS只有30左右。对于一个后台服务器,单机的平均QPS可以到达800-1000,单独看写的业务量很简单 。为什么我们又不能说轻视它?第一,我们看它的数据存储,每天一百万的话,一年数据量的规模是多少?其次,刚才说的订单量,每一个订单要推送给附近的司机、司机要并发抢单,后面业务场景的访问量往往是前者的上百倍,轻松就超过上亿级别了。 今天我想从架构的本质谈起之后,希望大家理解在做一些建构设计的时候,它的出发点以及它解决的问题是什么。 架构,刚开始的解释是我从知乎上看到的。什么是架构?有人讲, 说架构并不是一 个很 悬 乎的 东西 , 实际 上就是一个架子 , 放一些 业务 和算法,跟我们的生活中的晾衣架很像。更抽象一点,说架构其 实 是 对 我 们 重复性业务 的抽象和我 们 未来 业务 拓展的前瞻,强调过去的经验和你对整个行业的预见。 我们要想做一个架构的话需要哪些能力?我觉得最重要的是架构师一个最重要的能力就是你要有 战 略分解能力。这个怎么来看呢: 第一,你必须要有抽象的能力,抽象的能力最基本就是去重,去重在整个架构中体现在方方面面,从定义一个函数,到定义一个类,到提供的一个服务,以及模板,背后都是要去重提高可复用率。 第二, 分类能力。做软件需要做对象的解耦,要定义对象的属性和方法,做分布式系统的时候要做服务的拆分和模块化,要定义服务的接口和规范。 第三, 算法(性能),它的价值体现在提升系统的性能,所有性能的提升,最终都会落到CPU,内存,IO和网络这4大块上。 这一页PPT举了一些例子来更深入的理解常见技术背后的架构理念。 第一个例子,在分布式系统我们会做 MySQL分 库 分表,我们要从不同的库和表中读取数据,这样的抽象最直观就是使用模板,因为绝大多数SQL语义是相同的,除了路由到哪个库哪个表,如果不使用Proxy中间件,模板就是性价比最高的方法。 第二看一下加速网络的CDN,它是做速度方面的性能提升,刚才我们也提到从CPU、内存、IO、网络四个方面来考虑,CDN本质上一个是做网络智能调度优化,另一个是多级缓存优化。 第三个看一下服务化,刚才已经提到了,各个大网站转型过程中一定会做服务化,其实它就是做抽象和做服务的拆分。第四个看一下消息队列,本质上还是做分类,只不过不是两个边际清晰的类,而是把两个边际不清晰的子系统通过队列解构并且异步化。新浪微博整体架构是什么样的 接下我们看一下微博整体架构,到一定量级的系统整个架构都会变成三层,客户端包括WEB、安卓和IOS,这里就不说了。接着还都会有一个接口层, 有三个主要作用: 第一个作用,要做 安全隔离,因为前端节点都是直接和用户交互,需要防范各种恶意攻击; 第二个还充当着一个 流量控制的作用,大家知道,在2014年春节的时候,微信红包,每分钟8亿多次的请求,其实真正到它后台的请求量,只有十万左右的数量级(这里的数据可能不准),剩余的流量在接口层就被挡住了; 第三,我们看对 PC 端和移 动 端的需求不一样的,所以我们可以进行拆分。接口层之后是后台,可以看到微博后台有三大块: 一个是 平台服 务, 第二, 搜索, 第三, 大数据。到了后台的各种服务其实都是处理的数据。 像平台的业务部门,做的就是 数据存储和读 取,对搜索来说做的是 数据的 检 索,对大数据来说是做的数据的 挖掘。微博其实和淘宝是很类似 微博其实和淘宝是很类似的。一般来说,第一代架构,基本上能支撑到用户到 百万 级别,到第二代架构基本能支撑到 千万 级别都没什么问题,当业务规模到 亿级别时,需要第三代的架构。 从 LAMP 的架构到面向服 务 的架构,有几个地方是非常难的,首先不可能在第一代基础上通过简单的修修补补满足用户量快速增长的,同时线上业务又不能停, 这是我们常说的 在 飞 机上 换 引擎的 问题。前两天我有一个朋友问我,说他在内部推行服务化的时候,把一个模块服务化做完了,其他部门就是不接。我建议在做服务化的时候,首先更多是偏向业务的梳理,同时要找准一个很好的切入点,既有架构和服务化上的提升,业务方也要有收益,比如提升性能或者降低维护成本同时升级过程要平滑,建议开始从原子化服务切入,比如基础的用户服务, 基础的短消息服务,基础的推送服务。 第二,就是可 以做无状 态 服 务,后面会详细讲,还有数据量大了后需要做数据Sharding,后面会将。 第三代 架构 要解决的 问题,就是用户量和业务趋于稳步增加(相对爆发期的指数级增长),更多考虑技术框架的稳定性, 提升系统整体的性能,降低成本,还有对整个系统监控的完善和升级。 大型网站的系统架构是如何演变的 我们通过通过数据看一下它的挑战,PV是在10亿级别,QPS在百万,数据量在千亿级别。我们可用性,就是SLA要求4个9,接口响应最多不能超过150毫秒,线上所有的故障必须得在5分钟内解决完。如果说5分钟没处理呢?那会影响你年终的绩效考核。2015年微博DAU已经过亿。我们系统有上百个微服务,每周会有两次的常规上线和不限次数的紧急上线。我们的挑战都一样,就是数据量,bigger and bigger,用户体验是faster and faster,业务是more and more。互联网业务更多是产品体验驱动, 技 术 在 产 品 体验上最有效的贡献 , 就是你的性能 越来越好 。 每次降低加载一个页面的时间,都可以间接的降低这个页面上用户的流失率。微博的技术挑战和正交分解法解析架构 下面看一下 第三代的 架构 图 以及 我 们 怎么用正交分解法 阐 述。 我们可以看到我们从两个维度,横轴和纵轴可以看到。 一个 维 度 是 水平的 分层 拆分,第二从垂直的维度会做拆分。水平的维度从接口层、到服务层到数据存储层。垂直怎么拆分,会用业务架构、技术架构、监控平台、服务治理等等来处理。我相信到第二代的时候很多架构已经有了业务架构和技术架构的拆分。我们看一下, 接口层有feed、用户关系、通讯接口;服务层,SOA里有基层服务、原子服务和组合服务,在微博我们只有原子服务和组合服务。原子服务不依赖于任何其他服务,组合服务由几个原子服务和自己的业务逻辑构建而成 ,资源层负责海量数据的存储(后面例子会详细讲)。技 术框架解决 独立于 业务 的海量高并发场景下的技术难题,由众多的技术组件共同构建而成 。在接口层,微博使用JERSY框架,帮助你做参数的解析,参数的验证,序列化和反序列化;资源层,主要是缓存、DB相关的各类组件,比如Cache组件和对象库组件。监 控平台和服 务 治理 , 完成系统服务的像素级监控,对分布式系统做提前诊断、预警以及治理。包含了SLA规则的制定、服务监控、服务调用链监控、流量监控、错误异常监控、线上灰度发布上线系统、线上扩容缩容调度系统等。 下面我们讲一下常见的设计原则。 第一个,首先是系统架构三个利器: 一个, 我 们 RPC 服 务组 件 (这里不讲了), 第二个,我们 消息中 间 件 。消息中间件起的作用:可以把两个模块之间的交互异步化,其次可以把不均匀请求流量输出为匀速的输出流量,所以说消息中间件 异步化 解耦 和流量削峰的利器。 第三个是配置管理,它是 代码级灰度发布以及 保障系统降级的利器。 第二个 , 无状态 , 接口 层 最重要的就是无状 态。我们在电商网站购物,在这个过程中很多情况下是有状态的,比如我浏览了哪些商品,为什么大家又常说接口层是无状态的,其实我们把状态从接口层剥离到了数据层。像用户在电商网站购物,选了几件商品,到了哪一步,接口无状态后,状态要么放在缓存中,要么放在数据库中, 其 实 它并不是没有状 态 , 只是在 这 个 过 程中我 们 要把一些有状 态 的 东 西抽离出来 到了数据层。 第三个, 数据 层 比服 务层 更需要 设计,这是一条非常重要的经验。对于服务层来说,可以拿PHP写,明天你可以拿JAVA来写,但是如果你的数据结构开始设计不合理,将来数据结构的改变会花费你数倍的代价,老的数据格式向新的数据格式迁移会让你痛不欲生,既有工作量上的,又有数据迁移跨越的时间周期,有一些甚至需要半年以上。 第四,物理结构与逻辑结构的映射,上一张图看到两个维度切成十二个区间,每个区间代表一个技术领域,这个可以看做我们的逻辑结构。另外,不论后台还是应用层的开发团队,一般都会分几个垂直的业务组加上一个基础技术架构组,这就是从物理组织架构到逻辑的技术架构的完美的映射,精细化团队分工,有利于提高沟通协作的效率 。 第五, www .sanhao.com 的访问过程,我们这个架构图里没有涉及到的,举个例子,比如当你在浏览器输入www.sanhao网址的时候,这个请求在接口层之前发生了什么?首先会查看你本机DNS以及DNS服务,查找域名对应的IP地址,然后发送HTTP请求过去。这个请求首先会到前端的VIP地址(公网服务IP地址),VIP之后还要经过负载均衡器(Nginx服务器),之后才到你的应用接口层。在接口层之前发生了这么多事,可能有用户报一个问题的时候,你通过在接口层查日志根本发现不了问题,原因就是问题可能发生在到达接口层之前了。 第六,我们说分布式系统,它最终的瓶颈会落在哪里呢?前端时间有一个网友跟我讨论的时候,说他们的系统遇到了一个瓶颈, 查遍了CPU,内存,网络,存储,都没有问题。我说你再查一遍,因为最终你不论用上千台服务器还是上万台服务器,最终系统出瓶颈的一定会落在某一台机(可能是叶子节点也可能是核心的节点),一定落在CPU、内存、存储和网络上,最后查出来问题出在一台服务器的网卡带宽上。微博多级双机房缓存架构 接下来我们看一下微博的Feed多级缓存。我们做业务的时候,经常很少做业务分析,技术大会上的分享又都偏向技术架构。其实大家更多的日常工作是需要花费更多时间在业务优化上。这张图是统计微博的信息流前几页的访问比例,像前三页占了97%,在做缓存设计的时候,我们最多只存最近的M条数据。 这里强调的就是做系统设计 要基于用 户 的 场 景 , 越细致越好 。举了一个例子,大家都会用电商,电商在双十一会做全国范围内的活动,他们做设计的时候也会考虑场景的,一个就是购物车,我曾经跟相关开发讨论过,购物车是在双十一之前用户的访问量非常大,就是不停地往里加商品。在真正到双十一那天他不会往购物车加东西了,但是他会频繁的浏览购物车。针对这个场景,活动之前重点设计优化购物车的写场景, 活动开始后优化购物车的读场景。 你看到的微博是由哪些部分聚合而成的呢?最右边的是Feed,就是微博所有关注的人,他们的微博所组成的。微博我们会按照时间顺序把所有关注人的顺序做一个排序。随着业务的发展,除了跟时间序相关的微博还有非时间序的微博,就是会有广告的要求,增加一些广告,还有粉丝头条,就是拿钱买的,热门微博,都会插在其中。分发控制,就是说和一些推荐相关的,我推荐一些相关的好友的微博,我推荐一些你可能没有读过的微博,我推荐一些其他类型的微博。 当然对非时序的微博和分发控制微博,实际会起多个并行的程序来读取,最后同步做统一的聚合。这里稍微分享一下, 从SNS社交领域来看,国内现在做的比较好的三个信息流: 微博 是 基于弱关系的媒体信息流 ; 朋友圈是基于 强 关系的信息流 ; 另外一个做的比 较 好的就是今日 头 条 , 它并不是基于关系来构建信息流 , 而是基于 兴趣和相关性的个性化推荐 信息流 。 信息流的聚合,体现在很多很多的产品之中,除了SNS,电商里也有信息流的聚合的影子。比如搜索一个商品后出来的列表页,它的信息流基本由几部分组成:第一,打广告的;第二个,做一些推荐,热门的商品,其次,才是关键字相关的搜索结果。 信息流 开始的时候 很 简单 , 但是到后期会 发现 , 你的 这 个流 如何做控制分发 , 非常复杂, 微博在最近一两年一直在做 这样 的工作。刚才我们是从业务上分析,那么技术上怎么解决高并发,高性能的问题?微博访问量很大的时候,底层存储是用MySQL数据库,当然也会有其他的。对于查询请求量大的时候,大家知道一定有缓存,可以复用可重用的计算结果。可以看到,发一条微博,我有很多粉丝,他们都会来看我发的内容,所以 微博是最适合使用 缓 存 的系统,微博的读写比例基本在几十比一。微博使用了 双 层缓 存,上面是L1,每个L1上都是一组(包含4-6台机器),左边的框相当于一个机房,右边又是一个机房。在这个系统中L1缓存所起的作用是什么? 首先,L1 缓 存增加整个系 统 的 QPS, 其次 以低成本灵活扩容的方式 增加 系统 的 带宽 。想象一个极端场景,只有一篇博文,但是它的访问量无限增长,其实我们不需要影响L2缓存,因为它的内容存储的量小,但它就是访问量大。这种场景下,你就需要使用L1来扩容提升QPS和带宽瓶颈。另外一个场景,就是L2级缓存发生作用,比如我有一千万个用户,去访问的是一百万个用户的微博 ,这个时候,他不只是说你的吞吐量和访问带宽,就是你要缓存的博文的内容也很多了,这个时候你要考虑缓存的容量, 第二 级缓 存更多的是从容量上来 规划,保证请求以较小的比例 穿透到 后端的 数据 库 中 ,根据你的用户模型你可以估出来,到底有百分之多少的请求不能穿透到DB, 评估这个容量之后,才能更好的评估DB需要多少库,需要承担多大的访问的压力。另外,我们看双机房的话,左边一个,右边一个。 两个机房是互 为 主 备 , 或者互 为热备 。如果两个用户在不同地域,他们访问两个不同机房的时候,假设用户从IDC1过来,因为就近原理,他会访问L1,没有的话才会跑到Master,当在IDC1没找到的时候才会跑到IDC2来找。同时有用户从IDC2访问,也会有请求从L1和Master返回或者到IDC1去查找。 IDC1 和 IDC2 ,两个机房都有全量的用户数据,同时在线提供服务,但是缓存查询又遵循最近访问原理。还有哪些多级缓存的例子呢?CDN是典型的多级缓存。CDN在国内各个地区做了很多节点,比如在杭州市部署一个节点时,在机房里肯定不止一台机器,那么对于一个地区来说,只有几台服务器到源站回源,其他节点都到这几台服务器回源即可,这么看CDN至少也有两级。Local Cache+ 分布式 缓 存,这也是常见的一种策略。有一种场景,分布式缓存并不适用, 比如 单 点 资 源 的爆发性峰值流量,这个时候使用Local Cache + 分布式缓存,Local Cache 在 应用 服 务 器 上用很小的 内存资源 挡住少量的 极端峰值流量,长尾的流量仍然访问分布式缓存,这样的Hybrid缓存架构通过复用众多的应用服务器节点,降低了系统的整体成本。 我们来看一下 Feed 的存 储 架构,微博的博文主要存在MySQL中。首先来看内容表,这个比较简单,每条内容一个索引,每天建一张表,其次看索引表,一共建了两级索引。首先想象一下用户场景,大部分用户刷微博的时候,看的是他关注所有人的微博,然后按时间来排序。仔细分析发现在这个场景下, 跟一个用户的自己的相关性很小了。所以在一级索引的时候会先根据关注的用户,取他们的前条微博ID,然后聚合排序。我们在做哈希(分库分表)的时候,同时考虑了按照UID哈希和按照时间维度。很业务和时间相关性很高的,今天的热点新闻,明天就没热度了,数据的冷热非常明显,这种场景就需要按照时间维度做分表,首先冷热数据做了分离(可以对冷热数据采用不同的存储方案来降低成本),其次, 很容止控制我数据库表的爆炸。像微博如果只按照用户维度区分,那么这个用户所有数据都在一张表里,这张表就是无限增长的,时间长了查询会越来越慢。二级索引,是我们里面一个比较特殊的场景,就是我要快速找到这个人所要发布的某一时段的微博时,通过二级索引快速定位。 分布式服务追踪系统 分布式追踪服务系统,当系统到千万级以后的时候,越来越庞杂,所解决的问题更偏向稳定性,性能和监控。刚才说用户只要有一个请求过来,你可以依赖你的服务RPC1、RPC2,你会发现RPC2又依赖RPC3、RPC4。分布式服务的时候一个痛点,就是说一个请求从用户过来之后,在后台不同的机器之间不停的调用并返回。 当你发现一个问题的时候,这些日志落在不同的机器上,你也不知道问题到底出在哪儿,各个服务之间互相隔离,互相之间没有建立关联。所以导致排查问题基本没有任何手段,就是出了问题没法儿解决。 我们要解决的问题,我们刚才说日志互相隔离,我们就要把它建立联系。建立联系我们就有一个请求ID,然后结合RPC框架, 服务治理功能。假设请求从客户端过来,其中包含一个ID 101,到服务A时仍然带有ID 101,然后调用RPC1的时候也会标识这是101 ,所以需要 一个唯一的 请求 ID 标识 递归迭代的传递到每一个 相关 节点。第二个,你做的时候,你不能说每个地方都加,对业务系统来说需要一个框架来完成这个工作, 这 个框架要 对业务 系 统 是最低侵入原 则 , 用 JAVA 的 话 就可以用 AOP,要做到零侵入的原则,就是对所有相关的中间件打点,从接口层组件(HTTP Client、HTTP Server)至到服务层组件(RPC Client、RPC Server),还有数据访问中间件的,这样业务系统只需要少量的配置信息就可以实现全链路监控 。为什么要用日志?服务化以后,每个服务可以用不同的开发语言, 考虑多种开发语言的兼容性 , 内部定 义标 准化的日志 是唯一且有效的办法。最后,如何构建基于GPS导航的路况监控?我们刚才讲分布式服务追踪。分布式服务追踪能解决的问题, 如果 单一用 户发现问题 后 , 可以通 过请 求 ID 快速找到 发 生 问题 的 节 点在什么,但是并没有解决如何发现问题。我们看现实中比较容易理解的道路监控,每辆车有GPS定位,我想看北京哪儿拥堵的时候,怎么做? 第一个 , 你肯定要知道每个 车 在什么位置,它走到哪儿了。其实可以说每个车上只要有一个标识,加上每一次流动的信息,就可以看到每个车流的位置和方向。 其次如何做 监 控和 报 警,我们怎么能了解道路的流量状况和负载,并及时报警。我们要定义这条街道多宽多高,单位时间可以通行多少辆车,这就是道路的容量。有了道路容量,再有道路的实时流量,我们就可以基于实习路况做预警? 对应于 分布式系 统 的话如何构建? 第一 , 你要 定义 每个服 务节 点它的 SLA A 是多少 ?SLA可以从系统的CPU占用率、内存占用率、磁盘占用率、QPS请求数等来定义,相当于定义系统的容量。 第二个 , 统计 线 上 动态 的流量,你要知道服务的平均QPS、最低QPS和最大QPS,有了流量和容量,就可以对系统做全面的监控和报警。 刚才讲的是理论,实际情况肯定比这个复杂。微博在春节的时候做许多活动,必须保障系统稳定,理论上你只要定义容量和流量就可以。但实际远远不行,为什么?有技术的因素,有人为的因素,因为不同的开发定义的流量和容量指标有主观性,很难全局量化标准,所以真正流量来了以后,你预先评估的系统瓶颈往往不正确。实际中我们在春节前主要采取了三个措施:第一,最简单的就是有降 级 的 预 案,流量超过系统容量后,先把哪些功能砍掉,需要有明确的优先级 。第二个, 线上全链路压测,就是把现在的流量放大到我们平常流量的五倍甚至十倍(比如下线一半的服务器,缩容而不是扩容),看看系统瓶颈最先发生在哪里。我们之前有一些例子,推测系统数据库会先出现瓶颈,但是实测发现是前端的程序先遇到瓶颈。第三,搭建在线 Docker 集群 , 所有业务共享备用的 Docker集群资源,这样可以极大的避免每个业务都预留资源,但是实际上流量没有增长造成的浪费。 总结 接下来说的是如何不停的学习和提升,这里以Java语言为例,首先, 一定要 理解 JAVA;第二步,JAVA完了以后,一定要 理 解 JVM;其次,还要 理解 操作系统;再次还是要了解一下 Design Pattern,这将告诉你怎么把过去的经验抽象沉淀供将来借鉴;还要学习 TCP/IP、 分布式系 统、数据结构和算法。

hiekay 2019-12-02 01:39:25 0 浏览量 回答数 0

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什么是 CDN?

青衫无名 2019-12-01 22:01:00 1243 浏览量 回答数 0

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从业6年 热:报错

kun坤 2020-06-14 08:16:02 0 浏览量 回答数 1

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游客ydre72cd7ywew 2019-12-01 19:59:33 11 浏览量 回答数 0

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游客ydre72cd7ywew 2019-12-01 21:49:22 8 浏览量 回答数 0

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springcloud vue activiti工作流 前后分离 集成代码生成器 微服务分布式

游客q6uipubrszn5g 2019-12-01 19:55:22 4100 浏览量 回答数 6

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springcloud 项目源码 微服务 分布式 Activiti6 工作流 vue.js html

游客ydre72cd7ywew 2019-12-01 19:52:32 34 浏览量 回答数 0

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游客egqjd4t7mlyom 2019-12-01 19:53:36 59 浏览量 回答数 0

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springcloud 微服务 分布式 Activiti6 工作流 vue.js html 项目源码

游客ydre72cd7ywew 2019-12-01 20:00:15 13 浏览量 回答数 0

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游客egqjd4t7mlyom 2019-12-01 19:58:16 35 浏览量 回答数 0

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游客ydre72cd7ywew 2019-12-01 19:54:54 22 浏览量 回答数 0

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游客ydre72cd7ywew 2019-12-01 19:51:28 66 浏览量 回答数 0

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Kafka 是目前主流的分布式消息引擎及流处理平台,经常用做企业的消息总线、实时数据管道,本文挑选了 Kafka 的几个核心话题,帮助大家快速掌握 Kafka,包括: Kafka 体系架构 Kafka 消息发送机制 Kafka 副本机制 Kafka 控制器 Kafka Rebalance 机制 因为涉及内容较多,本文尽量做到深入浅出,全面的介绍 Kafka 原理及核心组件,不怕你不懂 Kafka。 1. Kafka 快速入门 Kafka 是一个分布式消息引擎与流处理平台,经常用做企业的消息总线、实时数据管道,有的还把它当做存储系统来使用。早期 Kafka 的定位是一个高吞吐的分布式消息系统,目前则演变成了一个成熟的分布式消息引擎,以及流处理平台。 1.1 Kafka 体系架构 Kafka 的设计遵循生产者消费者模式,生产者发送消息到 broker 中某一个 topic 的具体分区里,消费者从一个或多个分区中拉取数据进行消费。拓扑图如下: 目前,Kafka 依靠 Zookeeper 做分布式协调服务,负责存储和管理 Kafka 集群中的元数据信息,包括集群中的 broker 信息、topic 信息、topic 的分区与副本信息等。 ** 1.2 Kafka 术语** 这里整理了 Kafka 的一些关键术语: Producer:生产者,消息产生和发送端。 Broker:Kafka 实例,多个 broker 组成一个 Kafka 集群,通常一台机器部署一个 Kafka 实例,一个实例挂了不影响其他实例。 Consumer:消费者,拉取消息进行消费。 一个 topic 可以让若干个消费者进行消费,若干个消费者组成一个 Consumer Group 即消费组,一条消息只能被消费组中一个 Consumer 消费。 Topic:主题,服务端消息的逻辑存储单元。一个 topic 通常包含若干个 Partition 分区。 Partition:topic 的分区,分布式存储在各个 broker 中, 实现发布与订阅的负载均衡。若干个分区可以被若干个 Consumer 同时消费,达到消费者高吞吐量。一个分区拥有多个副本(Replica),这是Kafka在可靠性和可用性方面的设计,后面会重点介绍。 message:消息,或称日志消息,是 Kafka 服务端实际存储的数据,每一条消息都由一个 key、一个 value 以及消息时间戳 timestamp 组成。 offset:偏移量,分区中的消息位置,由 Kafka 自身维护,Consumer 消费时也要保存一份 offset 以维护消费过的消息位置。 1.3 Kafka 作用与特点 Kafka 主要起到削峰填谷(缓冲)、系统解构以及冗余的作用,主要特点有: 高吞吐、低延时:这是 Kafka 显著的特点,Kafka 能够达到百万级的消息吞吐量,延迟可达毫秒级; 持久化存储:Kafka 的消息最终持久化保存在磁盘之上,提供了顺序读写以保证性能,并且通过 Kafka 的副本机制提高了数据可靠性。 分布式可扩展:Kafka 的数据是分布式存储在不同 broker 节点的,以 topic 组织数据并且按 partition 进行分布式存储,整体的扩展性都非常好。 高容错性:集群中任意一个 broker 节点宕机,Kafka 仍能对外提供服务。 2. Kafka 消息发送机制 Kafka 生产端发送消息的机制非常重要,这也是 Kafka 高吞吐的基础,生产端的基本流程如下图所示: 主要有以下方面的设计: 2.1 异步发送 Kafka 自从 0.8.2 版本就引入了新版本 Producer API,新版 Producer 完全是采用异步方式发送消息。生产端构建的 ProducerRecord 先是经过 keySerializer、valueSerializer 序列化后,再是经过 Partition 分区器处理,决定消息落到 topic 具体某个分区中,最后把消息发送到客户端的消息缓冲池 accumulator 中,交由一个叫作 Sender 的线程发送到 broker 端。 这里缓冲池 accumulator 的最大大小由参数 buffer.memory 控制,默认是 32M,当生产消息的速度过快导致 buffer 满了的时候,将阻塞 max.block.ms 时间,超时抛异常,所以 buffer 的大小可以根据实际的业务情况进行适当调整。 2.2 批量发送 发送到缓冲 buffer 中消息将会被分为一个一个的 batch,分批次的发送到 broker 端,批次大小由参数 batch.size 控制,默认16KB。这就意味着正常情况下消息会攒够 16KB 时才会批量发送到 broker 端,所以一般减小 batch 大小有利于降低消息延时,增加 batch 大小有利于提升吞吐量。 那么生成端消息是不是必须要达到一个 batch 大小时,才会批量发送到服务端呢?答案是否定的,Kafka 生产端提供了另一个重要参数 linger.ms,该参数控制了 batch 最大的空闲时间,超过该时间的 batch 也会被发送到 broker 端。 2.3 消息重试 此外,Kafka 生产端支持重试机制,对于某些原因导致消息发送失败的,比如网络抖动,开启重试后 Producer 会尝试再次发送消息。该功能由参数 retries 控制,参数含义代表重试次数,默认值为 0 表示不重试,建议设置大于 0 比如 3。 3. Kafka 副本机制 前面提及了 Kafka 分区副本(Replica)的概念,副本机制也称 Replication 机制是 Kafka 实现高可靠、高可用的基础。Kafka 中有 leader 和 follower 两类副本。 3.1 Kafka 副本作用 Kafka 默认只会给分区设置一个副本,由 broker 端参数 default.replication.factor 控制,默认值为 1,通常我们会修改该默认值,或者命令行创建 topic 时指定 replication-factor 参数,生产建议设置 3 副本。副本作用主要有两方面: 消息冗余存储,提高 Kafka 数据的可靠性; 提高 Kafka 服务的可用性,follower 副本能够在 leader 副本挂掉或者 broker 宕机的时候参与 leader 选举,继续对外提供读写服务。 3.2 关于读写分离 这里要说明的是 Kafka 并不支持读写分区,生产消费端所有的读写请求都是由 leader 副本处理的,follower 副本的主要工作就是从 leader 副本处异步拉取消息,进行消息数据的同步,并不对外提供读写服务。 Kafka 之所以这样设计,主要是为了保证读写一致性,因为副本同步是一个异步的过程,如果当 follower 副本还没完全和 leader 同步时,从 follower 副本读取数据可能会读不到最新的消息。 3.3 ISR 副本集合 Kafka 为了维护分区副本的同步,引入 ISR(In-Sync Replicas)副本集合的概念,ISR 是分区中正在与 leader 副本进行同步的 replica 列表,且必定包含 leader 副本。 ISR 列表是持久化在 Zookeeper 中的,任何在 ISR 列表中的副本都有资格参与 leader 选举。 ISR 列表是动态变化的,并不是所有的分区副本都在 ISR 列表中,哪些副本会被包含在 ISR 列表中呢?副本被包含在 ISR 列表中的条件是由参数 replica.lag.time.max.ms 控制的,参数含义是副本同步落后于 leader 的最大时间间隔,默认10s,意思就是说如果某一 follower 副本中的消息比 leader 延时超过10s,就会被从 ISR 中排除。Kafka 之所以这样设计,主要是为了减少消息丢失,只有与 leader 副本进行实时同步的 follower 副本才有资格参与 leader 选举,这里指相对实时。 3.4 Unclean leader 选举 既然 ISR 是动态变化的,所以 ISR 列表就有为空的时候,ISR 为空说明 leader 副本也“挂掉”了,此时 Kafka 就要重新选举出新的 leader。但 ISR 为空,怎么进行 leader 选举呢? Kafka 把不在 ISR 列表中的存活副本称为“非同步副本”,这些副本中的消息远远落后于 leader,如果选举这种副本作为 leader 的话就可能造成数据丢失。Kafka broker 端提供了一个参数 unclean.leader.election.enable,用于控制是否允许非同步副本参与 leader 选举;如果开启,则当 ISR 为空时就会从这些副本中选举新的 leader,这个过程称为 Unclean leader 选举。 前面也提及了,如果开启 Unclean leader 选举,可能会造成数据丢失,但保证了始终有一个 leader 副本对外提供服务;如果禁用 Unclean leader 选举,就会避免数据丢失,但这时分区就会不可用。这就是典型的 CAP 理论,即一个系统不可能同时满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition Tolerance)中的两个。所以在这个问题上,Kafka 赋予了我们选择 C 或 A 的权利。 我们可以根据实际的业务场景选择是否开启 Unclean leader选举,这里建议关闭 Unclean leader 选举,因为通常数据的一致性要比可用性重要的多。 4. Kafka 控制器 控制器(Controller)是 Kafka 的核心组件,它的主要作用是在 Zookeeper 的帮助下管理和协调整个 Kafka 集群。集群中任意一个 broker 都能充当控制器的角色,但在运行过程中,只能有一个 broker 成为控制器。 这里先介绍下 Zookeeper,因为控制器的产生依赖于 Zookeeper 的 ZNode 模型和 Watcher 机制。Zookeeper 的数据模型是类似 Unix 操作系统的 ZNode Tree 即 ZNode 树,ZNode 是 Zookeeper 中的数据节点,是 Zookeeper 存储数据的最小单元,每个 ZNode 可以保存数据,也可以挂载子节点,根节点是 /。基本的拓扑图如下: Zookeeper 有两类 ZNode 节点,分别是持久性节点和临时节点。持久性节点是指客户端与 Zookeeper 断开会话后,该节点依旧存在,直到执行删除操作才会清除节点。临时节点的生命周期是和客户端的会话绑定在一起,客户端与 Zookeeper 断开会话后,临时节点就会被自动删除。 Watcher 机制是 Zookeeper 非常重要的特性,它可以在 ZNode 节点上绑定监听事件,比如可以监听节点数据变更、节点删除、子节点状态变更等事件,通过这个事件机制,可以基于 ZooKeeper 实现分布式锁、集群管理等功能。 4.1 控制器选举 当集群中的任意 broker 启动时,都会尝试去 Zookeeper 中创建 /controller 节点,第一个成功创建 /controller 节点的 broker 则会被指定为控制器,其他 broker 则会监听该节点的变化。当运行中的控制器突然宕机或意外终止时,其他 broker 能够快速地感知到,然后再次尝试创建 /controller 节点,创建成功的 broker 会成为新的控制器。 4.2 控制器功能 前面我们也说了,控制器主要作用是管理和协调 Kafka 集群,那么 Kafka 控制器都做了哪些事情呢,具体如下: 主题管理:创建、删除 topic,以及增加 topic 分区等操作都是由控制器执行。 分区重分配:执行 Kafka 的 reassign 脚本对 topic 分区重分配的操作,也是由控制器实现。 Preferred leader 选举:这里有一个概念叫 Preferred replica 即优先副本,表示的是分配副本中的第一个副本。Preferred leader 选举就是指 Kafka 在某些情况下出现 leader 负载不均衡时,会选择 preferred 副本作为新 leader 的一种方案。这也是控制器的职责范围。 集群成员管理:控制器能够监控新 broker 的增加,broker 的主动关闭与被动宕机,进而做其他工作。这里也是利用前面所说的 Zookeeper 的 ZNode 模型和 Watcher 机制,控制器会监听 Zookeeper 中 /brokers/ids 下临时节点的变化。 数据服务:控制器上保存了最全的集群元数据信息,其他所有 broker 会定期接收控制器发来的元数据更新请求,从而更新其内存中的缓存数据。 从上面内容我们大概知道,控制器可以说是 Kafka 的心脏,管理和协调着整个 Kafka 集群,因此控制器自身的性能和稳定性就变得至关重要。 社区在这方面做了大量工作,特别是在 0.11 版本中对控制器进行了重构,其中最大的改进把控制器内部多线程的设计改成了单线程加事件队列的方案,消除了多线程的资源消耗和线程安全问题,另外一个改进是把之前同步操作 Zookeeper 改为了异步操作,消除了 Zookeeper 端的性能瓶颈,大大提升了控制器的稳定性。 5. Kafka 消费端 Rebalance 机制 前面介绍消费者术语时,提到了消费组的概念,一个 topic 可以让若干个消费者进行消费,若干个消费者组成一个 Consumer Group 即消费组 ,一条消息只能被消费组中的一个消费者进行消费。我们用下图表示Kafka的消费模型。 5.1 Rebalance 概念 就 Kafka 消费端而言,有一个难以避免的问题就是消费者的重平衡即 Rebalance。Rebalance 是让一个消费组的所有消费者就如何消费订阅 topic 的所有分区达成共识的过程,在 Rebalance 过程中,所有 Consumer 实例都会停止消费,等待 Rebalance 的完成。因为要停止消费等待重平衡完成,因此 Rebalance 会严重影响消费端的 TPS,是应当尽量避免的。 5.2 Rebalance 发生条件 关于何时会发生 Rebalance,总结起来有三种情况: 消费组的消费者成员数量发生变化 消费主题的数量发生变化 消费主题的分区数量发生变化 其中后两种情况一般是计划内的,比如为了提高消息吞吐量增加 topic 分区数,这些情况一般是不可避免的,后面我们会重点讨论如何避免因为组内消费者成员数发生变化导致的 Rebalance。 5.3 Kafka 协调器 在介绍如何避免 Rebalance 问题之前,先来认识下 Kafka 的协调器 Coordinator,和之前 Kafka 控制器类似,Coordinator 也是 Kafka 的核心组件。 主要有两类 Kafka 协调器: 组协调器(Group Coordinator) 消费者协调器(Consumer Coordinator) Kafka 为了更好的实现消费组成员管理、位移管理,以及 Rebalance 等,broker 服务端引入了组协调器(Group Coordinator),消费端引入了消费者协调器(Consumer Coordinator)。每个 broker 启动的时候,都会创建一个 GroupCoordinator 实例,负责消费组注册、消费者成员记录、offset 等元数据操作,这里也可以看出每个 broker 都有自己的 Coordinator 组件。另外,每个 Consumer 实例化时,同时会创建一个 ConsumerCoordinator 实例,负责消费组下各个消费者和服务端组协调器之前的通信。可以用下图表示协调器原理: 客户端的消费者协调器 Consumer Coordinator 和服务端的组协调器 Group Coordinator 会通过心跳不断保持通信。 5.4 如何避免消费组 Rebalance 接下来我们讨论下如何避免组内消费者成员发生变化导致的 Rebalance。组内成员发生变化无非就两种情况,一种是有新的消费者加入,通常是我们为了提高消费速度增加了消费者数量,比如增加了消费线程或者多部署了一份消费程序,这种情况可以认为是正常的;另一种是有消费者退出,这种情况多是和我们消费端代码有关,是我们要重点避免的。 正常情况下,每个消费者都会定期向组协调器 Group Coordinator 发送心跳,表明自己还在存活,如果消费者不能及时的发送心跳,组协调器会认为该消费者已经“死”了,就会导致消费者离组引发 Rebalance 问题。这里涉及两个消费端参数:session.timeout.ms 和 heartbeat.interval.ms,含义分别是组协调器认为消费组存活的期限,和消费者发送心跳的时间间隔,其中 heartbeat.interval.ms 默认值是3s,session.timeout.ms 在 0.10.1 版本之前默认 30s,之后默认 10s。另外,0.10.1 版本还有两个值得注意的地方: 从该版本开始,Kafka 维护了单独的心跳线程,之前版本中 Kafka 是使用业务主线程发送的心跳。 增加了一个重要的参数 max.poll.interval.ms,表示 Consumer 两次调用 poll 方法拉取数据的最大时间间隔,默认值 5min,对于那些忙于业务逻辑处理导致超过 max.poll.interval.ms 时间的消费者将会离开消费组,此时将发生一次 Rebalance。 此外,如果 Consumer 端频繁 FullGC 也可能会导致消费端长时间停顿,从而引发 Rebalance。因此,我们总结如何避免消费组 Rebalance 问题,主要从以下几方面入手: 合理配置 session.timeout.ms 和 heartbeat.interval.ms,建议 0.10.1 之前适当调大 session 超时时间尽量规避 Rebalance。 根据实际业务调整 max.poll.interval.ms,通常建议调大避免 Rebalance,但注意 0.10.1 版本之前没有该参数。 监控消费端的 GC 情况,避免由于频繁 FullGC 导致线程长时间停顿引发 Rebalance。 合理调整以上参数,可以减少生产环境中 Rebalance 发生的几率,提升 Consumer 端的 TPS 和稳定性。 6.总结 本文总结了 Kafka 体系架构、Kafka 消息发送机制、副本机制,Kafka 控制器、消费端 Rebalance 机制等各方面核心原理,通过本文的介绍,相信你已经对 Kafka 的内核知识有了一定的掌握,更多的 Kafka 原理实践后面有时间再介绍。

剑曼红尘 2020-04-16 18:15:45 0 浏览量 回答数 0
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