趙麗穎、馮紹峰的官宣炸了微博的高並發系統！

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【 CSDN 編者按】風雨之後見彩虹，分手季之後就是喜訊季。時針撥到了今晨的 10 點 07 分，演員趙麗穎和馮紹峰同時發了一則微博，正式向公眾官宣：

消息一出，八方祝福，還有無數網友點贊良心明星趙麗穎和馮紹峰，畢竟在這個正常的工作日、正常的工作時間來報告喜訊，一沒讓各路小編在節假日加班，二沒讓她們大半夜起來趕稿，但是，唯一讓人心疼的還要非微博的程序員小哥哥莫屬，說好的支持八位明星並發出軌的呢？怎麼一對結婚就又癱了呢？

因為微博又雙叒叕崩潰了！

回想上一次微博大範圍的宕機事件，還是在去年 10 月鹿晗和關曉彤宣布戀情的時候。彼時的微博程序員小哥哥還在結婚典禮上，遇上了鹿晗公布戀情，不得不從酒席上離開處理微博異常後繼續婚禮。

此後，為了避免類似事件再次發生，微博工程師們加班加點經過一個月的努力，終於揚眉吐氣地表示「新浪微博系統可同時支持 8 位明星並發出軌了」。

萬萬沒想到，事實再一次證明了猝不及防的喜訊扎破了吹大的牛皮，對此，微博回應稱，內部會仔細復盤，將加強技術儲備，完善應對方案。而針對此前的「支持 8 位明星並發出軌了」消息，微博 CEO@來去之間發博表示，該公司的技術專家胡忠想老師指的是信息流，目前熱搜同事沒有立過 flag。

那麼回歸技術本身，面對如此大的高並發流量和屢次崩潰的系統，作為程序員是否可以有較好的方法來應對及解決？在此，技術專家極客猴為我們分享了一篇有關解決高並發的科普文，希望對大家有所裨益。

以下為全文：

「高並發」對後台開發同學來說，既熟悉又陌生。熟悉是因為面試和工作經常會提及它，陌生的原由是伺服器因高並發導致出現各位問題的情況少之又少。同時，想收穫這方面的經驗也是"摸著石頭過河"， 需要大量學習理論知識，再去探索。

如果是客戶端開發的同學，字典中是沒有「高並發」這個名詞的。這驗證了一句老話，"隔行如隔山"。客戶端開發，特別是手機應用開發，更多地是考慮如何優化應用的性能，降低 App 的卡頓率等。

什麼是高並發？

由於分散式系統的問世，高並發（High Concurrency）通常是指通過設計保證系統能夠同時並行處理很多請求。通俗來講，高並發是指在同一個時間點，有很多用戶同時的訪問同一 API 介面或者URL 地址。它經常會發生在有大活躍用戶量，用戶高聚集的業務場景中。

其實，高並發也離我們的生活並不遙遠，例如大學學校的選課系統。一到選課的時候，一大批學生同時選課，導致系統出現「不良反應」；再如淘寶的 618 和雙 11 購物活動；遇到節假日，12306 上演的「搶票大戰」。另外，DDos 攻擊也屬於高並發的場景之一。

高並發會帶來的後果

服務端：

高並發會導致站點伺服器 /DB 伺服器資源被佔滿崩潰，甚至出現伺服器宕機的情況；數據的存儲不完整，數據更新異常問題。

用戶端：

服務端的問題是高並發的直接反饋，而客戶端是間隔反饋。它反饋給用戶情況是糟糕的體驗。

提高系統並發能力的方式

在這個「雲」的時代，提高分散式系統並發能力的方式，方法論上主要有兩種：垂直擴展（Scale Up）與水平擴展（Scale Out）。

1、垂直擴展

提升單機處理能力。垂直擴展的方式又有兩種：

增強單機硬體性能，例如增加 CPU 核數如 32 核，升級更好的網卡如萬兆，升級更好的硬碟如 SSD，擴充硬碟容量如 2T，擴充系統內存如 128G；

提升單機架構性能，例如使用 Cache 來減少 I/O 次數，使用非同步來增加單服務吞吐量，使用無鎖數據結構來減少響應時間。

2、水平擴展

只要增加伺服器數量，就能線性擴充系統性能。虛擬化技術的出現，讓水平擴展變得輕鬆且簡單。現在的雲主機幾乎是虛擬主機，而不是物理主機。這樣的話，線性擴充也就是分分鐘的事，前提是要有足夠的物理主機支撐。

高並發的三個經典問題

1、單台伺服器最大並發

單台伺服器最大並發問題，一般是指一台伺服器能夠支持多少 TCP 並發連接。

一種理論說法是受到埠號範圍限制。操作系統上埠號 1024 以下是系統保留的，從 1024-65535 是用戶使用的。由於每個 TCP 連接都要佔一個埠號，所以我們最多可以有 60000 多個並發連接。

但實際上單機並發連接數肯定要受硬體資源（內存、網卡）、網路資源（帶寬）的限制。特別是網卡處理數據的能力，它是最大並發的瓶頸。

2、C10K 並發連接問題

C10K 並發連接問題是指單機 1 萬個並發連接問題。如何突破單機性能局限，是高性能網路編程所必須要直面的問題。這些局限和問題最早被 Dan Kegel 進行了歸納和總結，並首次成系統地分析和提出解決方案，後來這種普遍的網路現象和技術局限都被大家稱為 C10K 問題 。

C10K問題本質上是操作系統的問題。對於 Web1.0/2.0 時代的操作系統而言， 傳統的同步阻塞 I/O 模型都是一樣的，處理的方式都是 requests per second，並發 10K 和 100K 的區別關鍵在於 CPU。

創建的進程線程多了，數據拷貝頻繁（緩存 I/O、內核將數據拷貝到用戶進程空間、阻塞）， 進程/線程上下文切換消耗大，導致操作系統崩潰，這就是C10K 問題的本質。

3、C10M並發連接問題

C10M 並發連接問題指的是單機伺服器實現 C10M（即單機千萬並發連接）。回顧過去的 10 年裡，我們面臨高性能網路編程領域著名的 C10K 問題，最終也成功提出解決方案。下一個 10 年，是時候考慮 C10M 並發問題了。

Django 與高並發的聯繫

想弄清楚這個問題，首先要了解下 Django 在伺服器中所處的位置。

Django 應用伺服器可以分為三層：

Web 框架層：Web框架層就是我們開發出來的 Django Web 應用程序。它負責處理 HTTP 請求的動態數據。

WSGI 層：WSGI 不是用於與程序交互的API，也不是真實的代碼，它只是一種介面，僅適用於 Python 語言，其全稱為 Web Server Gateway Interface。其定義了 Web 伺服器和 Web 應用之間的介面規範。

Web 伺服器層：Web 服務層作用是主要是接收 HTTP 請求並返迴響應。常見的 Web伺服器有 Nginx、Apache、IIS等。

特別是 Nginx，它的出現是為了解決 C10K 問題。Nginx 依靠非同步事件驅動架構來幫助其處理大量的並發會話，由於其對資源的輕量利用和伸縮自如的特性，它成為了廣受歡迎的 Ｗeb 伺服器。

Django 框架注重的數據交互，所以考慮的問題是 Django 適不適合於高並發的場景。它是一個經過大型網站規模驗證的框架。Instagram 支撐上億日活，所以 Django 能適用於高並發場景。所以不是想著 Django 框架能支撐到多大的並發量，而是我們想要抗住很大的並發量，怎麼優化現有框架。

作者：極客猴，熱衷於 Python，目前擅長於利用 Python 製作網路爬蟲以及 Django 框架。

聲明：本文為作者投稿，版權歸其個人所有。

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