0

0

明智地缓存:如何防止分布式系统故障

betcha

betcha

发布时间:2024-07-10 12:04:27

|

936人浏览过

|

来源于DZone

原创

缓存可以以低成本提供可用性和延迟方面的直接好处。但是,如果忽略我们上面讨论的方面,则在缓存发生故障时可能会暴露隐藏的扩展瓶颈,从而可能导致系统故障。定期检查以确保系统在缓存发生故障时也能正常运行,这对于防止可能影响系统可靠性的灾难性中断至关重要。

明智地缓存:如何防止分布式系统故障

智写助手
智写助手

智写助手 写得更快,更聪明

下载

当我们考虑改善依赖服务调用的延迟和可用性特性时,缓存通常被用作一种通用解决方案。由于我们避免了对依赖服务进行网络往返,因此延迟有所改善;由于缓存提供了我们所需的响应,我们无需担心依赖服务的临时停机,因此可用性有所改善。需要注意的是,如果我们对依赖服务的请求每次都导致不同的响应,或者客户端发出的请求类型截然不同且响应之间没有太多重叠,则缓存无济于事。如果我们的服务无法容忍陈旧数据,那么使用缓存还会受到其他限制。 

我们不会深入探讨缓存类型、技术和适用性,因为这些内容在互联网上已经广泛介绍过了。相反,我们将重点讨论缓存中较少被提及的风险,这些风险在系统发展过程中被忽视,而这会使系统面临大面积中断的风险。 

何时使用缓存

在许多情况下,部署缓存是为了掩盖依赖服务的已知扩展瓶颈,或者缓存接管这一角色,以隐藏依赖服务随着时间的推移可能出现的扩展缺陷。例如,当我们的服务开始减少对依赖服务的调用时,他们开始相信这是稳定状态流量的常态。如果我们的缓存命中率为 90%,这意味着对依赖服务的 9/10 次调用都由缓存提供,那么依赖服务只能看到 10% 的实际流量。如果客户端缓存由于中断或错误而停止工作,依赖服务的流量将激增 9 倍!在几乎所有情况下,这种流量激增都会使依赖服务过载,从而导致中断。如果依赖服务是数据存储,这将导致依赖该数据存储的多个其他服务瘫痪。

为了防止此类中断,客户端和服务都应考虑遵循建议来保护他们的系统。 

建议

对于客户端来说,重要的是不要再将缓存视为“可有可无”的优化,而是将其视为需要与常规服务一样对待和审查的关键组件。这包括对缓存命中率阈值以及发送到依赖服务的整体流量进行监控和报警。 

对缓存业务逻辑的任何更新或更改也需要在开发环境和预生产阶段经过同样严格的测试。部署到参与缓存的服务器时,应确保存储的状态已转移到部署后即将启动的新服务器,或者部署期间缓存命中率的下降对于依赖服务来说是可以容忍的。如果在部署期间关闭大量缓存服务服务器,则可能导致缓存命中率成比例下降,从而给依赖服务带来压力。 

客户端还需要实施防护措施来控制流向依赖项服务的整体流量(以每服务事务数 (TPS) 来衡量)。当缓存队列出现故障时,令牌桶等算法可以帮助限制来自队列的 TPS。这需要通过关闭缓存实例并查看客户端如何向依赖项服务发送流量来定期进行测试。客户端还应考虑实施具有较小生存时间 (TTL) 的负缓存策略。负缓存意味着客户端将存储来自依赖项服务的错误响应,以确保依赖项服务在长时间中断时不会受到重试请求的轰炸。 

同样,在服务端,需要实施负载削减机制来防止服务过载。在这种情况下,过载意味着服务无法在客户端超时内做出响应。请注意,随着服务负载的增加,通常表现为延迟增加,因为服务器资源被过度使用,导致响应速度变慢。我们希望在客户端请求超时之前做出响应,如果总体延迟开始超过客户端超时,则开始拒绝请求。 

有多种技术可以防止过载;最简单的技术之一是限制从应用程序负载均衡器 ( ALB ) 到服务主机的连接数。但是,这可能意味着不加区分地丢弃请求,如果不希望这样,则可以在服务的应用程序层实施优先级技术以丢弃不太重要的请求。负载削减的目标是确保服务在服务的整体负载增加时保护有效吞吐量,即在客户端超时内提供的请求。服务还需要定期运行负载测试以验证服务主机处理的最大 TPS,这允许对 ALB 连接限制进行微调。我们介绍了几种保护服务有效吞吐量的技术,这些技术应该可以广泛应用,但读者可以根据自己的服务需求探索更多方法。

结论

缓存可以以低成本提供可用性和延迟方面的直接好处。但是,如果忽略我们上面讨论的方面,则在缓存发生故障时可能会暴露隐藏的扩展瓶颈,从而可能导致系统故障。定期检查以确保系统在缓存发生故障时也能正常运行,这对于防止可能影响系统可靠性的灾难性中断至关重要。 

相关标签:

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
什么是分布式
什么是分布式

分布式是一种计算和数据处理的方式,将计算任务或数据分散到多个计算机或节点中进行处理。本专题为大家提供分布式相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

327

2023.08.11

分布式和微服务的区别
分布式和微服务的区别

分布式和微服务的区别在定义和概念、设计思想、粒度和复杂性、服务边界和自治性、技术栈和部署方式等。本专题为大家提供分布式和微服务相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

234

2023.10.07

页面置换算法
页面置换算法

页面置换算法是操作系统中用来决定在内存中哪些页面应该被换出以便为新的页面提供空间的算法。本专题为大家提供页面置换算法的相关文章,大家可以免费体验。

405

2023.08.14

c++ 根号
c++ 根号

本专题整合了c++根号相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

17

2026.01.23

c++空格相关教程合集
c++空格相关教程合集

本专题整合了c++空格相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

22

2026.01.23

yy漫画官方登录入口地址合集
yy漫画官方登录入口地址合集

本专题整合了yy漫画入口相关合集,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

91

2026.01.23

漫蛙最新入口地址汇总2026
漫蛙最新入口地址汇总2026

本专题整合了漫蛙最新入口地址大全,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

124

2026.01.23

C++ 高级模板编程与元编程
C++ 高级模板编程与元编程

本专题深入讲解 C++ 中的高级模板编程与元编程技术,涵盖模板特化、SFINAE、模板递归、类型萃取、编译时常量与计算、C++17 的折叠表达式与变长模板参数等。通过多个实际示例,帮助开发者掌握 如何利用 C++ 模板机制编写高效、可扩展的通用代码,并提升代码的灵活性与性能。

14

2026.01.23

php远程文件教程合集
php远程文件教程合集

本专题整合了php远程文件相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

65

2026.01.22

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号