分库分表在实际应用中,随着业务的增长和数据的积累,单张表的数据量可能会达到数百万、数千万甚至上亿级别。这种情况下,数据库查询性能会显著下降,同时对服务器的存储和处理能力也提出了更高的要求。为了应对这一挑战,业界普遍采用分库分表的策略来优化数据库性能。
分库分表的概念
分库分库是指将原本集中存储在一个数据库中的数据分散到多个数据库节点中,以减轻单个数据库的负载压力。分库可以分为以下两种类型:
垂直分库:根据业务模块或功能将不同的表分配到不同的数据库中。例如,将用户相关的表放在一个数据库中,将订单相关的表放在另一个数据库中。这种分库方式有助于提高系统的可维护性和扩展性,同时减少单个数据库的负载。
水平分库:根据数据的某种特征(如用户ID、时间戳等)将数据分散到多个数据库中。例如,将用户ID为奇数的用户数据存储在一个数据库中,将用户ID为偶数的用户数据存储在另一个数据库中。水平分库可以显著降低单个数据库的数据量,从而提高查询性能。
分表
分表是指将原本存储在一张表中的数据拆分到多张表中,以降低单表的数据量。分表同样可以分为以下两种类型:
垂直分表:将一张表中的某些列拆分到另一张表中 ...
读写分离读写分离的概念
读写分离(Read-Write Splitting)是一种数据库架构设计模式,旨在通过将数据库的读操作和写操作分配到不同的节点上,以优化系统性能和扩展性。其核心思想是将读操作和写操作分别路由到专门优化的节点,从而避免单一节点在执行写操作时对读操作的阻塞,显著提升系统的读操作性能。
在典型的读写分离架构中,通常会配置一个主节点(Master Node)和多个从节点(Slave Nodes)。主节点负责处理所有的写操作(如INSERT、UPDATE、DELETE等),而从节点则负责处理读操作(如SELECT)。主节点和从节点之间通过主从复制(Master-Slave Replication)机制保持数据的一致性。
读写分离的实现方法实现思路读写分离的实现思路可以概括为以下几个步骤:
部署多节点架构:部署多个数据库节点,其中一台被指定为主节点(Master Node),其余的作为从节点(Slave Nodes)。
主从复制:确保主节点和从节点之间的数据实时同步,通常通过主从复制机制实现。
操作分离:将写请求路由到主节点,读请求路由到从节点。
具体实现方法中间件代理 ...
操作系统基础操作系统概述操作系统定义与功能
操作系统(Operating System, OS)是计算机系统中至关重要的软件层,其主要职责是管理计算机硬件与软件资源,为应用程序提供统一的接口和服务。操作系统作为计算机的基石,确保了计算机系统的有效运行和资源的高效利用。
操作系统主要功能
硬件管理:操作系统负责管理计算机的硬件资源,包括但不限于中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等。通过硬件管理,操作系统能够合理分配和调度这些资源,以满足不同应用程序的需求。
软件资源管理:操作系统不仅管理硬件资源,还负责管理软件资源,如文件系统、进程和线程等。通过有效的资源管理,操作系统确保了多个应用程序能够同时运行,且互不干扰。
抽象与屏蔽复杂性:操作系统通过提供抽象层,屏蔽了底层硬件的复杂性,使得应用程序开发者无需深入了解硬件细节即可进行开发。这种抽象层包括文件系统、设备驱动程序等。
内核(Kernel):内核是操作系统的核心部分,负责执行最基本的任务,如内存管理、进程调度、文件系统管理以及硬件设备的管理。内核是操作系统与硬件之间的桥梁,确保了硬件资源的高效利用和应用程序的顺利执行。
内核与C ...
事务为什么需要事务?在复杂的系统操作中,数据一致性是一个关键问题。例如,在转账场景中,A向B转账100元,执行顺序为先扣除A账户中的100元,再向B账户中增加100元。如果系统在扣除A账户的100元后突然宕机,B账户并未增加100元,这将导致数据不一致。为了解决这类问题,事务机制应运而生。事务确保一组操作要么全部完成,要么全部不完成,从而保证数据的一致性和完整性。
数据库事务在日常开发中,特别是在单体架构中,数据库事务是最常见的事务类型。数据库事务可以保证多个数据库操作作为一个逻辑上的整体来执行,遵循“要么全部完成,要么全部不完成”的原则。
123456# 开启事务START TRANSACTION;# 多条SQL语句...# 提交事务COMMIT;
数据库事务具有ACID特性,确保数据的可靠性和一致性:
原子性(Atomicity):事务是最小的执行单位,不可分割。事务的原子性确保动作要么全部完成,要么全部失败。
一致性(Consistency):执行事务前后,数据要保持一致。例如,在转账事务中,无论转账成功与否,转账者和收款者的总额应保持不变。
隔离性(Isolation):并 ...
监控系统监控中心的作用建立完善的监控体系是确保系统稳定性和性能优化的关键。监控中心的主要作用包括:
数据可视化:通过可视化工具直观展示系统的运行状态、资源使用情况等关键指标,帮助运维人员快速了解系统健康状况。
长期趋势预测:通过对监控数据的持续收集和统计分析,预测系统指标的发展趋势,例如通过磁盘使用率的趋势分析,提前规划资源扩容,避免资源瓶颈。
故障预警与告警:当系统指标出现异常时,及时通知管理员,以便迅速采取措施处理故障,确保业务的连续性和稳定性。
常见监控对象与指标
硬件监控:CPU状态、磁盘状态、电源状态、内存状态、宽带状态、机器温度等
服务器监控:CPU、内存、磁盘、网络
数据库监控:数据库连接数量、QPS(每秒查询次数)、TPS(每秒事务处理次数)、缓存命中率、主从延时、慢查询、锁状态等
中间件监控:
Nginx:活跃连接数、等待连接数、抛弃连接数、请求量、耗时、错误率
Tomcat:最大线程数、当前线程数、请求量、耗时、堆内存使用情况、GC次数和耗时
缓存:成功连接数、阻塞连接数、已使用内存、缓存命中率、内存碎片率、请求量、耗时
详细队列:连接数、队列数、生产速率、消费 ...
服务注册与发现微服务架构的核心机制在微服务架构下,一个分布式系统通常由多个微服务组成。当用户发起一个请求时,可能需要多个服务协同工作,以此相互配合来维持系统的正常运行。然而,随着业务需求的不断变化,微服务的节点数量可能会动态调整,这就带来了一系列的挑战。
试想一下,一个微服务可能存在多个节点,在需要的时候我们会临时增加或减少该微服务的节点数量。传统的做法是将这些节点的配置信息写死在微服务的配置代码中。当我们动态调整微服务时,就需要手动地去更新配置信息,并且重新启动服务,这样一来就增加了维护成本。
为了解决上述问题,我们需要一个统一管理的平台,让微服务间自动地完成协调治理。当有新增的节点时,能够自动识别并增加到自己的配置;当有挂掉的节点时,微服务能够自动识别并将其从可用列表中删除。服务注册与发现机制就是为此而设计的,微服务的可用列表统一由注册中心维护。通过注册中心,微服务可以动态地获取可用的服务列表。当服务配置更新时,注册中心会将变更推送给相关调用的微服务,无需手动更新,从而降低了维护成本,实现了服务的优雅上下线。
一个完善的服务注册与发现中心应具备以下功能:
服务的注册与服务查询(最 ...
分布式理论CAP定理:深入理解与应用简介CAP定理,即Consistency(一致性)、Availability(可用性)和Partition Tolerance(分区容错性),是分布式系统设计中的一个基本理论。在计算机科学的分布式系统设计中,CAP定理提供了一个框架来理解系统在面对网络分区时的行为。
Consistency(一致性):所有节点在同一时间点访问到的数据是一致的。这意味着任何读操作都能读取到最新的写操作结果。
Availability(可用性):非故障节点在合理的时间内返回合理的响应。这意味着系统即使在部分节点故障的情况下,仍然能够对外提供服务。
Partition Tolerance(分区容错性):系统在出现网络分区时,仍然能够继续运行。网络分区是指系统中的节点被分割成多个不连通的子集。
架构模型CAP定理通常被理解为“一个分布式系统最多只能同时满足两个特性”,但实际上存在一个重要的误解:Partition Tolerance(分区容错性)是必须的。因此,实际上只有CP(一致性和分区容错性)和AP(可用性和分区容错性)两种架构模型,而不存在CA(一致性和可用性)架 ...
输入URL到页面展示过程可以从网络结构五层模型一步步进行解析,便于理解:
简单梳理一下过程:
详细过程
解析URL:
浏览器分析URL所需要使用的传输协议和请求的资源路径。如果请求的协议或者主机名非法,浏览器会将输入的内容交由搜索引擎来进行下一步的搜索操作;如果没有问题,则进行下一个过程。
缓存判断:
浏览器默认是开启了网页缓存的。若请求的资源在缓存中未失效则直接使用,否则向服务器发起新的请求。
DNS解析:
如果资源不在本地缓存中,都先要进行DNS解析。浏览器会向本地DNS服务器发送域名解析请求,本地DNS服务器会逐级查询,最终找到对应的IP地址。
获取MAC地址:
当浏览器获得目标IP后,数据传输还不知道具体的主机MAC地址。应用层下发数据到传输层,TCP协议会指定源端口号和目的端口号,然后再下发给网络层。
网络层会将本地地址作为源地址,获取目的IP地址作为目的地址,然后下发给数据链路层。
数据链路层的发送需要知道通信双方的MAC地址,本机的MAC地址作为源MAC地址,目的MAC地址需要分情况处理。
通过IP地址与本机的子网掩码相结合,可以判断是否与请求的主机IP在 ...
TCPTCP头结构详解TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的传输层协议。TCP头部包含了多个字段,用于实现连接管理、数据传输控制和错误检测等功能。以下是对TCP头部结构的详细解析:
TCP头结构TCP头部通常包含20字节的固定部分和可选的40字节选项部分,总共最多60字节。以下是TCP头部的各个字段:
字段名称
位数
作用
源端口号(Source Port)
16
标识发送端应用程序的端口号。
目标端口号(Destination Port)
16
标识接收端应用程序的端口号。
序号(Sequence Number)
32
在建立连接时由计算机生成的随机数作为初始值,通过SYN包传给接收端主机。每发送一次数据,就“累加”一次该“数字字节数”的大小。用于解决网络包乱序问题。
确认号(Acknowledgment Number)
32
指下一次“期望”收到的数据的序列号。发送端收到这个确认应答以后可以认为在这个序号以前的数据都已经被正常接收。。
数据偏移(Data Offset)
4
指示TCP头部的长度(以 ...
JWT 令牌JWT 令牌和传统方式有什么区别JWT(JSON Web Token)是一种基于令牌的身份验证机制,与传统的会话管理方式(如Cookie和Session)在多个方面存在显著差异。以下是对JWT令牌与传统方式的详细比较:
1.无状态性
JWT:JWT是无状态的令牌,服务器不需要在服务器端存储会话信息。JWT令牌本身包含了所有必要的信息,如用户身份、权限等。服务器在用户首次登录时获取用户信息并加密生成JWT令牌,返回给客户端。客户端在后续请求中携带JWT令牌,服务器通过验证令牌来确认用户身份。
传统方式(如Session):传统方式通常需要在服务器端存储会话信息。服务器为每个用户生成一个唯一的Session ID,并将其通过Cookie或其他方式传递给客户端。客户端在后续请求中携带Session ID,服务器根据Session ID查找对应的用户状态信息。这种方式需要在服务器端维护会话状态,增加了服务器的负担。
2.安全性
JWT:JWT使用密钥对令牌进行签名,确保令牌的完整性和真实性。即使令牌在传输过程中被截获,攻击者也无法篡改令牌内容而不被发现。JWT还可以使用加密算 ...