万字长文浅谈三高系统建设方法论和实践
内容提要
本文从后端研发的视角，结合多年实践，探讨了三高系统的建设方法论和实践。在高性能方面，通过读写优化提高系统性能；在高并发方面，通过扩展提高系统并发能力；在高可用方面，通过限流、熔断降级、超时设置、重试、隔离、兼容等方法保证系统可用性。介绍了存储层的复制和分片技术以及部署层的容灾架构演进。
延伸解读
三高系统的核心：高性能是基石
文章指出三高系统的核心在于高性能，因为性能高意味着处理速度快、吞吐量高，能自然应对高并发；同时性能高使得TP99、TP999降低，减少超时，提升可用性。因此，建设三高系统可以从性能优化入手，从计算、通信、存储三方面分析瓶颈，并通过读写优化来提升性能。
读写优化策略：根据场景选择缓存与数据库的配合
针对读多写少的系统，采用同步更新数据库后删除缓存，以数据库为主、缓存为辅；针对写多读少的系统，采用同步更新缓存、异步更新数据库，以缓存为主、数据库为辅。秒杀场景下，通过异步处理和消息队列削峰，先接单返回成功，再异步扣减库存并通知支付。
高并发扩展：水平、纵向与垂直三维立体
高并发通过单机性能优化和集群扩展实现。水平扩展通过加机器、扩分片应对流量；纵向扩展通过微服务架构和DDD进行领域划分；垂直扩展通过分库分表增加数据库连接数，避免瓶颈。单元化建设将流量和数据闭环在单元内，提升并发和可用性。
高可用保障：应用层、存储层与部署层的综合措施
应用层通过限流、熔断降级、超时设置、重试、隔离和兼容等方法保证可用性。存储层通过复制和分片技术，如主从复制、多主复制、无主复制以及键范围分区、散列分区，在MySQL、Redis、ES、Kafka中广泛应用。部署层通过多机房多地域的容灾架构和Docker容器化部署，实现机器、机房、地域级别的容灾。
Q&A
三高系统的核心是什么？
三高系统的核心是高性能，通过优化读写来提高系统性能。
如何提高系统的高并发能力？
可以通过单机性能优化和集群扩展来提高高并发能力，集群扩展包括水平扩展、纵向扩展和垂直扩展。
高可用性系统的建设方法有哪些？
高可用性通过限流、熔断降级、超时设置、重试、隔离和兼容等方法来保证。
在秒杀场景中如何优化接单接口的性能？
通过异步处理和消息队列来提高接单接口的性能，先异步接单再处理库存。
什么是水平扩展和纵向扩展？
水平扩展是增加机器和扩分片，纵向扩展是通过微服务架构进行领域划分。
如何处理系统中的热key问题？
可以通过本地缓存和随机数法将热key分散到不同的节点上，避免流量倾斜。
