丨解決一個互斥問題系統(tǒng)并發(fā)用戶數(shù)提升了10倍

優(yōu)化業(yè)務(wù)中的互斥鎖，以及是如何提升業(yè)務(wù)RPS（Requestspersecond，請求吞吐量）性能指標10倍以上的，從而幫助你全面地了解分析與優(yōu)化互斥鎖的詳細過程。以優(yōu)化掉，而哪些場景下不可以。并且你還會掌握一種手動實現(xiàn)事務(wù)的機制（作回滾機制），來替代業(yè)務(wù)中互斥鎖的，進一步來幫助優(yōu)化提升軟件的性能。這個性能優(yōu)化案例的業(yè)務(wù)場景是這樣的：用戶給表單提交一條記錄，在這條記中會可見，在該業(yè)務(wù)中使用了一個Redis鎖來實現(xiàn)互斥，從而實現(xiàn)了被加鎖的業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)字段不重復(fù)檢測：檢查插入的字段值在數(shù)據(jù)庫中是否有重復(fù)的情況出現(xiàn)，如果出現(xiàn)重復(fù)其他操作：即用戶提交記錄的過程中一些關(guān)鍵業(yè)務(wù)操作，其特點是不能被拆分執(zhí)行，也不能被回滾。如果操作成功的話，就會執(zhí)行下一步的操作，否則也會直接退出。所有字段插入除此之外，在優(yōu)化前的代碼實現(xiàn)中，需要進行重復(fù)性校驗的字段都會記錄在Redis中。所以，圖中的操作1、操作3都是基于Redis來實現(xiàn)的。那么在看完這個業(yè)務(wù)實現(xiàn)邏輯圖之后，你可能會比較好奇：什么不使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的字段唯一性檢測機制來實現(xiàn)呢？其實這是因為，在這個業(yè)務(wù)系統(tǒng)中有大約0則可能都不一樣，而且用戶還可以隨意修改這個規(guī)則。所以，這個系統(tǒng)在設(shè)計實現(xiàn)的時Redis比較簡單，而且是按照單個表單來進行加鎖的，所以在因此，問題在第22講中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過加鎖的計算邏輯屬于串行資源，這是系統(tǒng)中潛在的性能在這個中，因為Lock和Unlock是采用Redis的互斥鎖來實現(xiàn)的，它們所使用的Redis的script實現(xiàn)如圖中所示，通過在真實系統(tǒng)中進量，其中Locktime+Unlocktime的操作時間之和在3ms左右。 執(zhí)行開銷為30ms左右，那么對應(yīng)的MaxRPS=1s/(3ms+30ms)，也就是大30RPS左0MaxRPS300RPS因此到這里，在這個性能優(yōu)化案例中，我們經(jīng)過測量加鎖的計算邏輯執(zhí)行時間為30RPS，然后根據(jù)上面的，我們計算出的最大RPS值也為30RPS左右，這與真實的性能測試針對這個業(yè)務(wù)案例，你應(yīng)該也能發(fā)現(xiàn)一個明顯的特點：絕大多數(shù)情況下，并不會出現(xiàn)并發(fā)提交相同字段值的情況。也就是說，如果這個業(yè)務(wù)邏輯沒有增加互斥鎖，在.9%下業(yè)務(wù)邏輯也是正確的。所以，針對這種場景，我們就可以采用手動實現(xiàn)事務(wù)機制，來優(yōu)化掉業(yè)務(wù)代碼中的互斥鎖，來提升請求吞吐量的性能。而這里我們已經(jīng)知道，在這個案例中，使用互斥鎖解決的問題是判斷字段不重復(fù)和段插入操作的原子性問題。所以說，我們其實可以考慮采用一些優(yōu)化機制，來單獨實現(xiàn)這兩個操作組合的原子性。實際上，原來的Redis使用s的Pipeline保證這兩步操作組合的原子性，從而不會被其他Redis操作干擾到。這樣針對接下來的其他操作（也就是用戶提交數(shù)據(jù)過程中的一些不可拆分的關(guān)鍵業(yè)務(wù)操。另了實務(wù)的和能我們要字段時，記錄前的狀態(tài)和插入后的變更狀態(tài)，從而就可以實現(xiàn)失敗后的回滾機制。但是，我最后在實現(xiàn)時并沒有采納，這背后其實有很多的原因。比方說，使用MongoDB的事務(wù)需要進行數(shù)據(jù)遷移，而且需要升級系統(tǒng)的MongoDB集群的數(shù)據(jù)庫版本等，以及使用Redis事務(wù)機制的代碼實現(xiàn)并不友好，等等。不過這里有一個最重要的原因就是，不管是使用RedisDB的時間，拉長到了步驟“作結(jié)束之后，而這樣就顯著增大了事務(wù)失敗的概率。所以最后，我們采用前面這種優(yōu)化后的實現(xiàn)機制，因為去除了互斥鎖，所以用戶間的提交Pipelne操作會排隊處理，而由Pipele的執(zhí)行時長在3msRPS，提升到了PS實現(xiàn)了性能提升超過10。同步互斥是高性能分布式系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，而在軟件開發(fā)的過程中，我們很容易因為設(shè)計或?qū)崿F(xiàn)不高效，導(dǎo)致整個軟件系統(tǒng)的性能不夠理想。所以在今天的課堂上，我通過一個真實的性能優(yōu)化案例，給你講解了業(yè)務(wù)中使用互斥鎖存在的性能問題，包括它對請求吞吐量的性能影響，以及優(yōu)化互斥鎖來提升系統(tǒng)性能的方法和過程。但是，每個業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的同步互斥問題都存在特有的復(fù)雜性，所以你應(yīng)該學(xué)習(xí)收獲到的RedisCAS命令，有Pipelne機制，還支持t，你的思考和看法。如果覺得有收獲，也歡迎你把今天的內(nèi)容給的朋友。給需要的人，Ta訂閱后你可得