大型电商网站服务系统关键改进的研究和实现

发布时间：2017-06-14 01:03

  本文关键词：大型电商网站服务系统关键改进的研究和实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网从方方面面融入到人们的日常生活,电子商务正在进入千家万户。根据有关调研数据,近几年来电子商务行业,在交易额和用户数量方面均取得了长足的发展,高峰时同时在线的用户数量达到了千万级,网站单日的PV(page view)超过十亿。针对电商网站特点,为了保证有效的转化率还需要保证几乎所有用户能够在4s中的时间内快速的访问网页。以及网站7*24小时不问断的服务,这对电商网站的整体设计提出了严格要求。在Java领域,通常的网站架构使用传统Web框架、Web Service技术以及数据库的架构模式。这种架构模式在大并发访问的情况下,已经无法有效地满足用户请求。其问题主要表现为,首先,常规方式的Web层应用设计在同时处理一万以上并发连接请求时效率明显降低,无法在有效时间内快速响应连接请求。其次,系统扩展性差,上述架构中Web层和持久层之间耦合性高,无法有效的在各层单独进行扩容和实现高可用性。系统的扩容只能简单地使用应用克隆和负载均衡的方式。本文使用了J2EE技术、分布式缓存、分布式服务等技术设计和实现了一个具有高并发处理能力、具有较好弹性扩展能力的进行库存管理的分布式服务系统。首先,针对用户并发访问量的特点,采用了基于事件驱动和异步处理的机制提高应用的并发访问容量,提升了高并发情况下系统对请求的处理能力。其次,对系统内部全流程进行分析,针对数据库和缓存可能存在的单点故障风险,采用了基于代理模式提高数据库和缓存的扩展性和可用性,以及引入Zookeeper服务作为分布式协调服务保证一致性。最后,针对分布式服务间的服务调用,采用了通过并行化服务编排、基于长连接的网络传输模式的服务调用策略。基于上述设计,系统实现了清晰的分层设计,可以划分为展示层应用(主要包括Web应用和移动端应用)、分布式服务平台、 缓存层和数据持久层。每一层的应用均可保证高性能、高可用和扩展性,每一层的应用都不存在单点故障风险,可以有效地避免遭遇性能瓶颈,即使在网站流量暴增的情况下,通过监控各层应用的负载情况,也可以高效快速地实现具有针对性的快速扩容。
【关键词】：高并发 高可用 并行化 非阻塞I/O 分布式服务
【学位授予单位】：中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.092
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10-12
• 1.2 大吞吐量网站设计的国内外发展现状12-16
• 1.2.1 网站设计的演进13
• 1.2.2 服务实现的演进13-16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 第二章 网站系统整体描述及库存服务描述18-28
• 2.1 库存系统在系统整体中的任务和角色20-21
• 2.2 系统的性能和可用性要求21-23
• 2.3 单一服务的分层及模块设计23-24
• 2.4 服务架构描述24-27
• 2.5 小结27-28
• 第三章 持久层存储设计28-36
• 3.1 数据库设计要点28-30
• 3.2 负载均衡和读写分离30-32
• 3.3 数据分块策略32-33
• 3.4 具体数据设计33-34
• 3.5 小结34-36
• 第四章 缓存设计及改进36-52
• 4.1 缓存系统分析36-38
• 4.1.1 缓存用况分析36-38
• 4.1.2 分布式缓存38
• 4.2 分布式缓存和NoSQL数据库38-40
• 4.3 缓存系统设计40-43
• 4.3.1 复制(Replication)40-42
• 4.3.2 分区分片42-43
• 4.4 Redis客户端的分析与改进实现43-48
• 4.4.1 Redis客户端的优缺点分析43-45
• 4.4.2 Jedis的修改和扩展45-48
• 4.5 建立多级缓存进一步提升缓存效率48-50
• 4.6 小结50-52
• 第五章 分布式服务的整合和治理52-80
• 5.1 微服务架构说明53-55
• 5.2 应用拆分和服务独立55-57
• 5.3 服务的管理57-59
• 5.4 提升系统并发性能59-73
• 5.4.1 网络I/O模型63-65
• 5.4.2 NIO与Reactor模式65-68
• 5.4.3 并行化服务调用68-73
• 5.5 服务可用性保证73-75
• 5.5.1 幂等性设计73-75
• 5.5.2 服务健康管理75
• 5.6 部署和方案验证75-78
• 5.7 小结78-80
• 第六章 结论与展望80-82
• 参考文献82-84
• 致谢84-86
• 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果86

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