java 高并发如何优化

来源:小屁孩大帅-杨一凡 发布时间:2018-12-05 14:52:52 阅读量:1084

问题产生的原因?

同步和异步--数据访问次数增大-


 


一般程序中,是如何处理并发和同步的?

代码层次上,Java同步锁-

       一种是代码层次上的,如java中的同步锁,典型的就是同步关键字synchronized


数据库层次上,,比较典型的就是悲观锁和乐观锁。这里我们重点讲解的就是悲观锁(传统的物理锁)和乐观锁

悲观锁:--数据库锁机制---多读少写的情况下


对数据被外界调用使用修改保持保守悲观的态度;


使整个数据再处理中,将数据处于锁定状态下;


往往是依靠数据库提供的锁机制


也只有数据库层提供的锁机制才能 真正保证数据访问的排他性,


否则,即使在本系统 中实现了加锁机制,也无法保证外部系 统不会修改数据


乐观锁:---版本记录机制实现version--少写,多度的情况下


大多是基于数据版本   Version )记录机制实现。何谓数据版本?即为数据增加一个版本标识,在基于数据库表的版本解决方案中,一般是通


过为数据库表增加一个 “version” 字段来 实现。 读取出数据时,将此版本号一同读出,之后更新时,对此版本号加一。此时,将提 交数据的版本数据与数据


3,悲观和乐观的区别和联系


悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义,就是很悲观,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在做操作之前先上锁。


 


乐观锁(Optimistic Lock), 顾名思义,就是很乐观,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量,像数据库如果提供类似于write_condition机制的其实都是提供的乐观锁。


 


两种锁各有优缺点,不可认为一种好于另一种,像乐观锁适用于写比较少的情况下,即冲突真的很少发生的时候,这样可以省去了锁的开销,加大了系统的整个吞吐量。但如果经常产生冲突,上层应用会不断的进行retry,这样反倒是降低了性能,所以这种情况下用悲观锁就比较合适。


案例分析

   案例一:订票系统案例,某航班只有一张机票,假定有1w个人打开你的网站来订票,问你如何解决并发问题(可扩展到任何高并发网站要考虑


               的并发读写问题)


    问题,1w个人来访问,票没出去前要保证大家都能看到有票,不可能一个人在看到票的时候别人就不能看了。到底谁能抢到,那得看这个人的“运气”(网


             络快慢等)


其次考虑的问题,并发,1w个人同时点击购买,到底谁能成交?总共只有一张票。


首先我们容易想到和并发相关的几个方案 :


锁同步同步更多指的是应用程序的层面,多个线程进来,只能一个一个的访问,java中指的是syncrinized关键字。锁也有2个层面,一个是java中谈到的对


象锁,用于线程同步;另外一个层面是数据库的锁;如果是分布式的系统,显然只能利用数据库端的锁来实现。


假定我们采用了同步机制或者数据库物理锁机制,如何保证1w个人还能同时看到有票,显然会牺牲性能,在高并发网站中是不可取的。使用hibernate后我们


提出了另外一个概念:乐观锁、悲观锁(即传统的物理锁);


采用乐观锁即可解决此问题。乐观锁意思是不锁定表的情况下,利用业务的控制来解决并发问题,这样即保证数据的并发可读性又保证保存数据的排他性,保


证性能的同时解决了并发带来的脏数据问题。


hibernate中如何实现乐观锁:


前提:在现有表当中增加一个冗余字段,version版本号, long类型


原理:


1)只有当前版本号》=数据库表版本号,才能提交


2)提交成功后,版本号version ++


实现很简单:在ormapping增加一属性optimistic-lock="version"即可,以下是样例片段


<hibernate-mapping>


<class name="com.insigma.stock.ABC" optimistic-lock="version" table="T_Stock" schema="STOCK">


案例二、股票交易系统、银行系统,大数据量你是如何考虑的


首先,股票交易系统的行情表,每几秒钟就有一个行情记录产生,一天下来就有(假定行情3秒一个) 股票数量×20×60*6 条记录,一月下来这个表记录数


量多大? oracle中一张表的记录数超过100w后 查询性能就很差了,如何保证系统性能?


再比如,中国移动有上亿的用户量,表如何设计?把所有用于存在于一个表么?


所以,大数量的系统,必须考虑表拆分-(表名字不一样,但是结构完全一样),通用的几种方式:(视情况而定)


1)按业务分,比如 手机号的表,我们可以考虑 130开头的作为一个表,131开头的另外一张表 以此类推


2)利用oracle的表拆分机制做分表


3)如果是交易系统,我们可以考虑按时间轴拆分,当日数据一个表,历史数据弄到其它表。这里历史数据的报表和查询不会影响当日交易。


当然,表拆分后我们的应用得做相应的适配。单纯的or-mapping也许就得改动了。比如部分业务得通过存储过程等


此外,我们还得考虑缓存


这里的缓存,指的不仅仅是hibernate,hibernate本身提供了一级二级缓存。这里的缓存独立于应用,依然是内存的读取,假如我们能减少数据库频繁的访


问,那对系统肯定大大有利的。比如一个电子商务系统的商品搜索,如果某个关键字的商品经常被搜,那就可以考虑这部分商品列表存放到缓存(内存中


去),这样不用每次访问数据库,性能大大增加。


简单的缓存大家可以理解为自己做一个hashmap,把常访问的数据做一个key,value是第一次从数据库搜索出来的值,下次访问就可以从map里读取,而不


读数据库;专业些的目前有独立的缓存框架比如memcached 等,可独立部署成一个缓存服务器。


 


常见的提高高并发下访问的效率的手段

 首先要了解高并发的的瓶颈在哪里?


     1、可能是服务器网络带宽不够


     2.可能web线程连接数不够


     3.可能数据库连接查询上不去。


     根据不同的情况,解决思路也不同。


像第一种情况可以增加网络带宽,DNS域名解析分发多台服务器。


负载均衡,前置代理服务器nginx、apache等等


数据库查询优化,读写分离,分表等等


   最后复制一些在高并发下面需要常常需要处理的内容:


尽量使用缓存,包括用户缓存,信息缓存等,多花点内存来做缓存,可以大量减少与数据库的交互,提高性能。


用jprofiler等工具找出性能瓶颈,减少额外的开销。


优化数据库查询语句,减少直接使用hibernate等工具的直接生成语句(仅耗时较长的查询做优化)。


优化数据库结构,多做索引,提高查询效率。


统计的功能尽量做缓存,或按每天一统计或定时统计相关报表,避免需要时进行统计的功能。


能使用静态页面的地方尽量使用,减少容器的解析(尽量将动态内容生成静态html来显示)。


解决以上问题后,使用服务器集群来解决单台的瓶颈问题。


 

总 结:其实我们在开发中都很少考虑这种问题,直接都是先将功能实现,当一个程序员在干到1到2年,就会感觉光实现功能不是最主要的,安全性能、质量等等才是 一个开发人员最该关心的。今天我所说的是高并发。


我的解决思路是:


1、采用分布式应用设计


2、分布式缓存数据库


3、代码优化

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标签: PHP 环境搭建
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