阿狸先森|互联网架构“高并发”到底怎么玩？最近留言问“高并发”的朋友颇多

最近留言问“高并发”的朋友颇多，公众号又不支持历史文章检索，故重新优化发布，希望大家有收获。
什么是高并发？
高并发（High Concurrency）是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求。
高并发相关的常见指标有哪些？

响应时间（Response Time）
吞吐量（Throughput）
每秒查询率QPS（Query Per Second）
并发用户数

什么是响应时间？
系统对请求做出响应的时间。
例如：系统处理一个HTTP请求需要200ms ，这个200ms就是系统的响应时间。
什么是吞吐量？
单位时间内处理的请求数量。
什么是QPS？
每秒响应请求数。在互联网领域，这个指标和吞吐量区分的没有这么明显。
什么是并发用户数？
同时承载正常使用系统功能的用户数量。
例如：一个即时通讯系统，同时在线量一定程度上代表了系统的并发用户数。
如何提升系统的并发能力？
互联网分布式架构设计，提高系统并发能力的方式，方法论上主要有两种：

垂直扩展（Scale Up）
水平扩展（Scale Out）

什么是垂直扩展？
垂直扩展是指，提升单机处理能力，垂直扩展的方式又有两种：
（1）增强单机硬件性能，例如：增加CPU核数如32核，升级更好的网卡如万兆，升级更好的硬盘如SSD ，扩充硬盘容量如2T ，扩充系统内存如128G；
（2）提升单机架构性能，例如：使用Cache来减少IO次数，使用异步来增加单服务吞吐量，使用无锁数据结构来减少响应时间；
画外音：在互联网业务发展非常迅猛的早期，如果预算不是问题，强烈建议使用“增强单机硬件性能”的方式提升系统并发能力，因为这个阶段，公司的战略往往是发展业务抢时间，而“增强单机硬件性能”往往是最快的方法。
垂直扩展有什么瓶颈？
不管是提升单机硬件性能，还是提升单机架构性能，都有一个致命的不足：单机性能总是有极限的。
如何突破单机的极限？
互联网分布式架构设计，高并发终极解决方案还是水平扩展。
什么是水平扩展？
只要增加服务器数量，就能线性扩充系统性能。
常见的互联网分层架构如何？
各层该如何落地水平扩展？

常见互联网分布式架构如上，分为：
（1）客户端层：典型调用方是浏览器browser或者手机应用APP；
（2）反向代理层：系统入口，反向代理；
（3）站点应用层：实现核心应用逻辑，返回html或者json；
（4）服务层：如果实现了服务化，就有这一层；
（5）数据-缓存层：缓存加速访问存储；
（6）数据-数据库层：数据库固化数据存储；
要想真个系统支持水平扩展，就必须每一层都支持水平扩展。
反向代理层如何进行水平扩展？

反向代理层的水平扩展，是通过“DNS轮询”实现的：dns-server对于一个域名配置了多个解析ip ，每次DNS解析请求来访问dns-server ，会轮询返回这些ip 。
当nginx成为瓶颈的时候，只要增加服务器数量，新增nginx服务的部署，增加一个外网ip ，就能扩展反向代理层的性能，做到理论上的无限高并发。
站点层如何进行水平扩展？