关于架构:架构师必备如何做容量预估和调优

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为了构建高并发、高可用的零碎架构,压测、容量预估必不可少,在发现零碎瓶颈后,须要有针对性地扩容、优化。联合楼主的教训和常识,本文做一个简略的总结,欢送探讨。

1、QPS 保障指标

一开始就要明确定义 QPS 保障指标,以此来推算所需的服务、存储资源。可依据历史同期 QPS,或者平时峰值的 2 到 3 倍估算。

压测指标示例:

  • qps 达到多少时,服务的负载失常,如均匀响应工夫、95 分位响应工夫、cpu 使用率、内存使用率、生产提早低于多少
  • 不要让任何一个环节成为瓶颈,需思考服务实例、数据库、Redis、ES、Hbase 等资源

2、服务留神点

2.1、服务 qps 下限

服务 qps 下限 = 工作线程数 * 1/ 均匀单次申请解决耗时

次要关注以下几点:

(1)工作线程数,对 qps 起到了间接影响。

dubbo 工作线程数配置举例:
<dubbo:protocol name="dubbo" threadpool="fixed" threads="1000" />

(2)cpu 使用率:跟服务是 I / O 密集型,还是计算密集型无关。

  • I/ O 密集型:调用多个上游服务,自身逻辑较简略,cpu 使用率不会很高,因而服务实例的个数不必很多
  • 计算密集型:自身逻辑很简单,有较重的计算,cpu 使用率可能飙升,因而可适当多部署一些服务实例

(3)网络带宽:

  • 对于大量的小申请,根本无需思考
  • 如果申请内容较大,多个并发可能打满网络带宽,如上传图片、视频等。

以理论压测为准。或者在线上调整权重,疏导较多流量拜访 1 台实例,记录达到阈值时的 qps,可估算出单实例的最大 qps。

2.2、超时工夫设置

漏斗型 :从上到下,timeout 工夫倡议由大到小设置,也即底层 / 上游服务的 timeout 工夫不宜设置太大;否则可能呈现底层 / 上游服务线程池耗尽、而后拒绝请求的问题(抛出 java.util.concurrent.RejectedExecutionException 异样)
起因是上游服务曾经 timeout 了,而底层 / 上游服务仍在执行,上游申请源源不断打到底层 / 上游服务,直至线程池耗尽、新申请被回绝,最坏的状况是产生级联的雪崩,上游服务也耗尽线程池,无奈响应新申请。
具体 timeout 工夫,取决于接口的响应工夫,可参考 95 分位、或 99 分位的响应工夫,稍微大一些。
dubbo 超时工夫示例:在服务端、客户端均可设置,举荐在服务端设置默认超时工夫,客户端也可笼罩超时工夫;
<dubbo:service id="xxxService" interface="com.xxx.xxxService" timeout=1000 />
<dubbo:reference id="xxxService" interface="com.xxx.xxxService" timeout=500 />

2.3、异步并行调用

如果多个调用之间,没有程序依赖关系,为了进步性能,可思考异步并行调用。
dubbo 异步调用示例:

  1. 首先,须要配置 consumer.xml,指定接口是异步调用:
    <dubbo:reference id="xxxService" interface="com.xxx.xxxService" async=true />
  2. 而后,在代码中通过 RpcContext.getContext().getFuture()获取异步调用后果 Future 对象:

     // 调用 1 先执行
     interface1.xxx();
    
     // 调用 2、3、4 无程序依赖,可异步并行执行
     interface2.xxx();
     future2 = RpcContext.getContext().getFuture();
     interface3.xxx();
     future3 = RpcContext.getContext().getFuture();
     interface4.xxx();
     future4 = RpcContext.getContext().getFuture();
    
     // 获取调用 2、3、4 的执行后果
     result2 = future2.get();
     result3 = future3.get();
     result4 = future4.get();
     // 此处会阻塞至调用 2、3、4 都执行实现,取决于执行工夫最长的那个
     handleResult2(result2);
     handleResult3(result3);
     handleResult4(result4);
    
     // 调用 5 最初执行,会阻塞至前序操作都实现
     interface5.xxx();

2.4、强依赖、弱依赖

  • 强依赖调用:决不能跳过,失败则抛异样、疾速失败
  • 弱依赖调用:决不能阻塞流程,失败可疏忽

2.5 降级

  • 粗粒度:开关管制,如对整个非关键性能降级,暗藏入口
  • 细粒度:调用上游接口失败时,返回默认值

2.6 限流

超过的局部间接抛限流异样,万不得已为之。

3、存储资源留神点

3.1、放大倍数:1 次外围操作,对应的资源读写次数、接口调用次数

例如:1 次外围操作,查了 3 次缓存、写了 1 次缓存、查了 2 次数据库、写了 1 次数据库、发了 1 次 MQ 音讯、调了上游服务 A 的接口;

则对于读缓存放大倍数为 3,写缓存放大倍数为 1,读数据库放大倍数为 2,写数据库放大倍数为 1,MQ 放大倍数为 1,调用上游服务 A 的放大倍数为 1。针对写放大倍数,须要独自思考主库是否扛得住放大倍数的 qps。
需关注:

  • 读、写的放大倍数,要离开思考,因为分布式架构通常是一主多从,一主须要撑持所有的写 QPS,多从能够撑持所有的读 QPS
  • DB 读放大倍数、DB 写放大倍数
  • Redis 读放大倍数、Redis 写放大倍数
  • MQ 放大倍数
  • 接口调用放大倍数等

3.2、存储资源 QPS 估算

存储资源的 QPS 下限,跟机器的具体配置无关,8C32G 机型的 QPS 下限当然要高于 4C16G 机型。下表为典型值举例。

资源类型 单实例 QPS 数量级(典型值) 程度扩大形式 集群总 QPS 估算
DB 几千 分库分表 实例个数 * 单实例 QPS,其中实例个数的范畴是 1~ 分库个数(可达数百)
Redis 几万 Redis 集群 实例个数 * 单实例 QPS,其中实例个数的范畴是 1~ 分片个数(可达数百),总 QPS 可达百万级
MQ 几万 partition 拆分,每个分片最多被 1 个服务并发生产 实例个数 * 单实例 QPS,其中实例个数的范畴是 1~partition 个数,总 QPS 可达百万级
HBase 几千? region 拆分 实例个数 * 单实例 QPS,其中实例个数的范畴是 1~region 个数
ES 几千? shard 拆分 实例个数 * 单实例 QPS,其中实例个数的范畴是 1~shard 个数
正文完
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