微服务之间相互调用,因为调用链中的一个服务故障,引起整个链路都无法访问的情况。
限流是对服务的保护,避免因瞬间高并发流量而导致服务故障,进而避免雪崩。是一种预防措施。
超时处理、线程隔离、降级熔断是在部分服务故障时,将故障控制在一定范围,避免雪崩。是一种补救措施。
Sentinel | Hystrix | |
---|---|---|
隔离策略 | 信号量隔离 | 线程池隔离/信号量隔离 |
熔断降级策略 | 基于慢调用比例或异常比例 | 基于失败比率 |
实时指标实现 | 滑动窗口 | 滑动窗口(基于 RxJava) |
规则配置 | 支持多种数据源 | 支持多种数据源 |
扩展性 | 多个扩展点 | 插件的形式 |
基于注解的支持 | 支持 | 支持 |
限流 | 基于 QPS,支持基于调用关系的限流 | 有限的支持 |
流量整形 | 支持慢启动、匀速排队模式 | 不支持 |
系统自适应保护 | 支持 | 不支持 |
控制台 | 开箱即用,可配置规则、查看秒级监控、机器发现等 | 不完善 |
常见框架的适配 | Servlet、Spring Cloud、Dubbo、gRPC 等 | Servlet、Spring Cloud Netflix |
当请求进入微服务时,首先会访问DispatcherServlet,然后进入Controller、Service、Mapper,这样的一个调用链就叫做簇点链路。簇点链路中被监控的每一个接口就是一个资源。
默认情况下sentinel会监控SpringMVC的每一个端点(Endpoint,也就是controller中的方法
),因此SpringMVC的每一个端点(Endpoint)就是调用链路中的一个资源。
流控模式有哪些?
•直接:对当前资源限流
•关联:高优先级资源触发阈值,对低优先级资源限流。
•链路:阈值统计时,只统计从指定资源进入当前资源的请求,是对请求来源的限流
满足下面条件可以使用关联模式:
快速失败:QPS超过阈值时,拒绝新的请求
warm up: QPS超过阈值时,拒绝新的请求;QPS阈值是逐渐提升的,可以避免冷启动时高并发导致服务宕机。
排队等待:请求会进入队列,按照阈值允许的时间间隔依次执行请求;如果请求预期等待时长大于超时时间,直接拒绝
之前的限流是统计访问某个资源的所有请求,判断是否超过QPS阈值。而热点参数限流是分别统计特点参数值的请求,判断是否超过QPS阈值。
线程隔离:调用者在调用服务提供者时,给每个调用的请求分配独立线程池,出现故障时,最多消耗这个线程池内资源,避免把调用者的所有资源耗尽。
熔断降级:是在调用方这边加入断路器,统计对服务提供者的调用,如果调用的失败比例过高,则熔断该业务,不允许访问该服务的提供者了。
Sentinel支持的雪崩解决方案:
Feign整合Sentinel的步骤:
线程隔离有两种方式实现:
线程池隔离 给每个服务调用业务分配一个线程池,利用线程池本身实现隔离效果
信号量隔离(Sentinel默认采用) 不创建线程池,而是计数器模式,记录业务使用的线程数量,达到信号量上限时,禁止新的请求。
信号量隔离的特点是?
线程池隔离的特点是?
其思路是由断路器统计服务调用的异常比例、慢请求比例,如果超出阈值则会熔断该服务。即拦截访问该服务的一切请求;而当服务恢复时,断路器会放行访问该服务的请求
状态机包括三个状态:
断路器熔断策略有三种:慢调用、异常比例、异常数
慢调用:业务的响应时长(RT)大于指定时长的请求认定为慢调用请求。在指定时间内,如果请求数量超过设定的最小数量,慢调用比例大于设定的阈值,则触发熔断。
异常比例或异常数:统计指定时间内的调用,如果调用次数超过指定请求数,并且出现异常的比例达到设定的比例阈值(或超过指定异常数),则触发熔断。
对请求方来源做判断和控制
授权规则可以对调用方的来源做控制,有白名单和黑名单两种方式。
白名单:来源(origin)在白名单内的调用者允许访问
黑名单:来源(origin)在黑名单内的调用者不允许访问
现在,sentinel的所有规则都是内存存储,重启后所有规则都会丢失。在生产环境下,我们必须确保这些规则的持久化,避免丢失。
规则是否能持久化,取决于规则管理模式,sentinel支持三种规则管理模式:
pull模式:控制台将配置的规则推送到Sentinel客户端,而客户端会将配置规则保存在本地文件或数据库中。以后会定时去本地文件或数据库中查询,更新本地规则。
push模式:控制台将配置规则推送到远程配置中心,例如Nacos。Sentinel客户端监听Nacos,获取配置变更的推送消息,完成本地配置更新。
分布式事务,就是指不是在单个服务或单个数据库架构下,产生的事务,例如:
在P一定会出现的情况下,A和C之间只能实现一个
BASE理论是对CAP的一种解决思路,包含三个思想:
分布式事务最大的问题是各个子事务的一致性问题,因此可以借鉴CAP定理和BASE理论,有两种解决思路:
AP模式:各子事务分别执行和提交,允许出现结果不一致,然后采用弥补措施恢复数据即可,实现最终一致。
CP模式:各个子事务执行后互相等待,同时提交,同时回滚,达成强一致。但事务等待过程中,处于弱可用状态
子系统事务,称为分支事务;有关联的各个分支事务在一起称为全局事务
Seata事务管理中有三个重要的角色:
TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者 维护全局和分支事务的状态,协调全局事务提交或回滚。
TM (Transaction Manager) - 事务管理器 定义全局事务的范围、开始全局事务、提交或回滚全局事务。
RM (Resource Manager) - 资源管理器 管理分支事务处理的资源,与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态,并驱动分支事务提交或回滚。
RM一阶段的工作:
TC二阶段的工作:
TC检测各分支事务执行状态
a. 如果都成功,通知所有RM提交事务
b. 如果有失败,通知所有RM回滚事务
RM二阶段的工作:
XA模式的优点是什么?
XA模式的缺点是什么?
阶段一RM的工作:
阶段二提交时RM的工作:
阶段二回滚时RM的工作:
缺弥补了XA模型中资源锁定周期过长的缺陷
AT模式与XA模式最大的区别是什么?
AT模式的优点:
全局锁
实现读写隔离AT模式的缺点:
TCC模式与AT模式非常相似,每阶段都是独立事务,不同的是TCC通过人工编码来实现数据恢复。需要实现三个方法:
Try:资源的检测和预留;
Confirm:完成资源操作业务;要求 Try 成功 Confirm 一定要能成功。
Cancel:预留资源释放,可以理解为try的反向操作。
TCC模式的每个阶段是做什么的?
TCC的优点是什么?
TCC的缺点是什么?
幂等处理,空回滚和事务悬挂
Saga也分为两个阶段:
优点:
缺点:
Redis缓存会面临冷启动问题:
冷启动:服务刚刚启动时,Redis中并没有缓存,如果所有商品数据都在第一次查询时添加缓存,可能会给数据库带来较大压力。
缓存预热:在实际开发中,我们可以利用大数据统计用户访问的热点数据,在项目启动时将这些热点数据提前查询并保存到Redis中。
Redis有两种持久化方案:
RDB持久化在四种情况下会执行:
bgsave开始时会fork主进程得到子进程,子进程共享主进程的内存数据。完成fork后读取内存数据并写入 RDB 文件。
fork采用的是copy-on-write技术:
RDB会在什么时候执行?save 60 1000代表什么含义?
RDB的缺点?
AOF全称为Append Only File(追加文件)。Redis处理的每一个写命令都会记录在AOF文件,可以看做是命令日志文件。
因为是记录命令,AOF文件会比RDB文件大的多。而且AOF会记录对同一个key的多次写操作,但只有最后一次写操作才有意义。通过执行bgrewriteaof命令,可以让AOF文件执行重写功能,用最少的命令达到相同效果。
主从第一次建立连接时,会执行全量同步,将master节点的所有数据都拷贝给slave节点
master如何得知salve是第一次来连接呢
全量同步需要先做RDB,然后将RDB文件通过网络传输个slave,成本太高了。因此除了第一次做全量同步,其它大多数时候slave与master都是做增量同步
这就要说到全量同步时的repl_baklog文件了。
这个文件是一个固定大小的数组,只不过数组是环形,也就是说角标到达数组末尾后,会再次从0开始读写,这样数组头部的数据就会被覆盖。
repl_baklog中会记录Redis处理过的命令日志及offset,包括master当前的offset,和slave已经拷贝到的offset
repl_baklog大小有上限,写满后会覆盖最早的数据。如果slave断开时间过久,导致尚未备份的数据被覆盖,则无法基于log做增量同步,只能再次全量同步。
简述全量同步和增量同步区别?
什么时候执行全量同步?
什么时候执行增量同步?
哨兵的作用如下:
Sentinel基于心跳机制监测服务状态,每隔1秒向集群的每个实例发送ping命令:
•主观下线:如果某sentinel节点发现某实例未在规定时间响应,则认为该实例主观下线。
•客观下线:若超过指定数量(quorum)的sentinel都认为该实例主观下线,则该实例客观下线。quorum值最好超过Sentinel实例数量的一半。
一旦发现master故障,sentinel需要在salve中选择一个作为新的master,选择依据是这样的:
该节点成为master
这些slave成为新master的从节点
,开始从新的master上同步数据。将故障节点标记为slave
,当故障节点恢复后会自动成为新的master的slave节点在Sentinel集群监管下的Redis主从集群,其节点会因为自动故障转移而发生变化,Redis的客户端必须感知这种变化,及时更新连接信息。Spring的RedisTemplate底层利用lettuce实现了节点的感知和自动切换。
个bean中配置的有四种读写策略,包括:
主从和哨兵可以解决高可用、高并发读的问题。但是依然有两个问题没有解决:
海量数据存储问题
高并发写的问题
集群中有多个master,每个master保存不同数据
每个master都可以有多个slave节点
master之间通过ping监测彼此健康状态
客户端请求可以访问集群任意节点,最终都会被转发到正确节点
Redis会把每一个master节点映射到0~16383共16384个插槽(hash slot)上,查看集群信息时就能看到
Redis如何判断某个key应该在哪个实例?
如何将同一类数据固定的保存在同一个Redis实例?
多级缓存就是充分利用请求处理的每个环节,分别添加缓存,减轻Tomcat压力,提升服务性能:
Caffeine是一个基于Java8开发的,提供了近乎最佳命中率的高性能的本地缓存库。目前Spring内部的缓存使用的就是Caffeine。GitHub地址:https://github.com/ben-manes/caffeine
Caffeine的性能非常好
OpenResty 是一个基于 Nginx的高性能 Web 平台,用于方便地搭建能够处理超高并发、扩展性极高的动态 Web 应用、Web 服务和动态网关。具备下列特点:
OpenResty提供了一个cjson的模块用来处理JSON的序列化和反序列化。
OpenResty为Nginx提供了shard dict的功能,可以在nginx的多个worker之间共享数据,实现缓存功能
缓存数据同步的常见方式有三种:
设置有效期:给缓存设置有效期,到期后自动删除。再次查询时更新
同步双写 在修改数据库的同时,直接修改缓存
异步通知 修改数据库时发送事件通知,相关服务监听到通知后修改缓存数据
而异步实现又可以基于MQ或者Canal来实现: