基本介紹
- 中文名：並發
- 外文名：Concurrent
- 拼音：bìng fā
詞語概念,基本含義,特點,與並行區別,並發處理,HTML靜態化,圖片伺服器分離,資料庫集群和庫表散列,快取,鏡像,負載均衡,
詞語概念
詞目：並發
基本解釋：
[] 指由己患的疾病引起[另一種病]。
併發症。
引證解釋：
1. 同時開放。
晉 傅玄 《傅子》卷三：“曄若春華之並發，馥若秋蘭之俱茂。”
2. 謂跟著發生。
基本含義
在關係資料庫中，允許多個用戶同時訪問和更改共享數據的進程。SQL Server 使用鎖定以允許多個用戶同時訪問和更改共享數據而彼此之間不發生衝突。
特點
並發環境下，由於程式的封閉性被打破，出現了新的特點：
①程式與計算不再一一對應，一個程式副本可以有多個計算
③並發程式在執行中是走走停停，斷續推進的。
與並行區別
並發當有多個執行緒在操作時,如果系統只有一個CPU,則它根本不可能真正同時進行一個以上的執行緒，它只能把CPU運行時間劃分成若干個時間段,再將時間 段分配給各個執行緒執行，在一個時間段的執行緒代碼運行時，其它執行緒處於掛起狀。.這種方式我們稱之為並發(Concurrent)。
並行：當系統有一個以上CPU時,則執行緒的操作有可能非並發。當一個CPU執行一個執行緒時，另一個CPU可以執行另一個執行緒，兩個執行緒互不搶占CPU資源，可以同時進行，這種方式我們稱之為並行(Parallel)。
區別：並發和並行是即相似又有區別的兩個概念，並行是指兩個或者多個事件在同一時刻發生；而並發是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生。在多道程式環境下，並發性是指在一段時間內巨觀上有多個程式在同時運行，但在單處理機系統中，每一時刻卻僅能有一道程式執行，故微觀上這些程式只能是分時地交替執行。倘若在計算機系統中有多個處理機，則這些可以並發執行的程式便可被分配到多個處理機上，實現並行執行，即利用每個處理機來處理一個可並發執行的程式，這樣，多個程式便可以同時執行。
並發處理
一個小型的網站，比如個人網站，可以使用最簡單的html靜態頁面就實現了，配合一些圖片達到美化效果，所有的頁面均存放在一個目錄下，這樣的網站對系統架構、性能的要求都很簡單，隨著網際網路業務的不斷豐富，網站相關的技術經過這些年的發展，已經細分到很細的方方面面，尤其對於大型網站來說，所採用的技術更是涉及面非常廣，從硬體到軟體、程式語言、資料庫、WebServer、防火牆等各個領域都有了很高的要求，已經不是原來簡單的html靜態網站所能比擬的。
大型網站，比如入口網站。在面對大量用戶訪問、高並發請求方面，基本的解決方案集中在這樣幾個環節：使用高性能的伺服器、高性能的資料庫、高效率的程式語言、還有高性能的Web容器。但是除了這幾個方面，還沒法根本解決大型網站面臨的高負載和高並發問題。
上面提供的幾個解決思路在一定程度上也意味著更大的投入，並且這樣的解決思路具備瓶頸，沒有很好的擴展性，下面我從低成本、高性能和高擴張性的角度來說說我的一些經驗。
HTML靜態化
其實大家都知道，效率最高、消耗最小的就是純靜態化的html頁面，所以我們儘可能使我們的網站上的頁面採用靜態頁面來實現，這個最簡單的方法其實也是最有效的方法。但是對於大量內容並且頻繁更新的網站，我們無法全部手動去挨個實現，於是出現了我們常見的信息發布系統CMS，像我們常訪問的各個門戶站點的新聞頻道，甚至他們的其他頻道，都是通過信息發布系統來管理和實現的，信息發布系統可以實現最簡單的信息錄入自動生成靜態頁面，還能具備頻道管理、許可權管理、自動抓取等功能，對於一個大型網站來說，擁有一套高效、可管理的CMS是必不可少的。
除了門戶和信息發布類型的網站，對於互動性要求很高的社區類型網站來說，儘可能的靜態化也是提高性能的必要手段，將社區內的帖子、文章進行實時的靜態化，有更新的時候再重新靜態化也是大量使用的策略，像Mop的大雜燴就是使用了這樣的策略，網易社區等也是如此。
同時，html靜態化也是某些快取策略使用的手段，對於系統中頻繁使用資料庫查詢但是內容更新很小的套用，可以考慮使用html靜態化來實現，比如論壇中論壇的公用設定信息，這些信息目前的主流論壇都可以進行後台管理並且存儲再資料庫中，這些信息其實大量被前台程式調用，但是更新頻率很小，可以考慮將這部分內容進行後台更新的時候進行靜態化，這樣避免了大量的資料庫訪問請求。
圖片伺服器分離
大家知道，對於Web伺服器來說，不管是Apache、IIS還是其他容器，圖片是最消耗資源的，於是我們有必要將圖片與頁面進行分離，這是基本上大型網站都會採用的策略，他們都有獨立的圖片伺服器，甚至很多台圖片伺服器。這樣的架構可以降低提供頁面訪問請求的伺服器系統壓力，並且可以保證系統不會因為圖片問題而崩潰，在套用伺服器和圖片伺服器上，可以進行不同的配置最佳化，比如apache在配置ContentType的時候可以儘量少支持，儘可能少的LoadModule，保證更高的系統消耗和執行效率。 這一實現起來是比較容易的一現，如果伺服器集群操作起來更方便，如果是獨立的伺服器，新手可能出現上傳圖片只能在伺服器本地的情況下，可以在令一台伺服器設定的IIS採用網路路徑來實現圖片伺服器，即不用改變程式，又能提高性能，但對於伺服器本身的IO處理性能是沒有任何的改變。
資料庫集群和庫表散列
大型網站都有複雜的套用，這些套用必須使用資料庫，那么在面對大量訪問的時候，資料庫的瓶頸很快就能顯現出來，這時一台資料庫將很快無法滿足套用，於是我們需要使用資料庫集群或者庫表散列。
在資料庫集群方面，很多資料庫都有自己的解決方案，Oracle、Sybase等都有很好的方案，常用的MySQL提供的Master/Slave也是類似的方案，您使用了什麼樣的DB，就參考相應的解決方案來實施即可。
上面提到的資料庫集群由於在架構、成本、擴張性方面都會受到所採用DB類型的限制，於是我們需要從應用程式的角度來考慮改善系統架構，庫表散列是常用並且最有效的解決方案。我們在應用程式中安裝業務和套用或者功能模組將資料庫進行分離，不同的模組對應不同的資料庫或者表，再按照一定的策略對某個頁面或者功能進行更小的資料庫散列，比如用戶表，按照用戶ID進行表散列，這樣就能夠低成本的提升系統的性能並且有很好的擴展性。sohu的論壇就是採用了這樣的架構，將論壇的用戶、設定、帖子等信息進行資料庫分離，然後對帖子、用戶按照板塊和ID進行散列資料庫和表，最終可以在配置檔案中進行簡單的配置便能讓系統隨時增加一台低成本的資料庫進來補充系統性能。
快取
快取一詞搞技術的都接觸過，很多地方用到快取。網站架構和網站開發中的快取也是非常重要。這裡先講述最基本的兩種快取。高級和分散式的快取在後面講述。
架構方面的快取，對Apache比較熟悉的人都能知道Apache提供了自己的快取模組，也可以使用外加的Squid模組進行快取，這兩種方式均可以有效的提高Apache的訪問回響能力。
網站程式開發方面的快取，Linux上提供的Memory Cache是常用的快取接口，可以在web開發中使用，比如用Java開發的時候就可以調用MemoryCache對一些數據進行快取和通訊共享，一些大型社區使用了這樣的架構。另外，在使用web語言開發的時候，各種語言基本都有自己的快取模組和方法，PHP有Pear的Cache模組，Java就更多了，.net不是很熟悉，相信也肯定有。
鏡像
鏡像是大型網站常採用的提高性能和數據安全性的方式，鏡像的技術可以解決不同網路接入商和地域帶來的用戶訪問速度差異，比如ChinaNet和EduNet之間的差異就促使了很多網站在教育網內搭建鏡像站點，數據進行定時更新或者實時更新。在鏡像的細節技術方面，這裡不闡述太深，有很多專業的現成的解決架構和產品可選。也有廉價的通過軟體實現的思路，比如Linux上的rsync等工具。
負載均衡
負載均衡將是大型網站解決高負荷訪問和大量並發請求採用的終極解決辦法。
負載均衡技術發展了多年，有很多專業的服務提供商和產品可以選擇，我個人接觸過一些解決方法，其中有兩個架構可以給大家做參考。
1.軟體四層交換
大家知道了硬體四層交換機的原理後，基於OSI模型來實現的軟體四層交換也就應運而生，這樣的解決方案實現的原理一致，不過性能稍差。但是滿足一定量的壓力還是遊刃有餘的，有人說軟體實現方式其實更靈活，處理能力完全看你配置的熟悉能力。
軟體四層交換我們可以使用Linux上常用的LVS來解決，LVS就是Linux Virtual Server，他提供了基於心跳線heartbeat的實時災難應對解決方案，提高系統的魯棒性，同時可供了靈活的虛擬VIP配置和管理功能，可以同時滿足多種套用需求，這對於分散式的系統來說必不可少。
一個典型的使用負載均衡的策略就是，在軟體或者硬體四層交換的基礎上搭建squid集群，這種思路在很多大型網站包括搜尋引擎上被採用，這樣的架構低成本、高性能還有很強的擴張性，隨時往架構裡面增減節點都非常容易。這樣的架構我準備空了專門詳細整理一下和大家探討。
對於大型網站來說，前面提到的每個方法可能都會被同時使用到，我這裡介紹得比較淺顯，具體實現過程中很多細節還需要大家慢慢熟悉和體會，有時一個很小的squid參數或者apache參數設定，對於系統性能的影響就會很大。
2.硬體四層交換
第四層交換使用第三層和第四層信息包的報頭信息，根據套用區間識別業務流，將整個區間段的業務流分配到合適的套用伺服器進行處理。 第四層交換功能就象是虛IP，指向物理伺服器。它傳輸的業務服從的協定多種多樣，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協定。這些業務在物理伺服器基礎上，需要複雜的載量平衡算法。在IP世界，業務類型由終端TCP或UDP連線埠地址來決定，在第四層交換中的套用區間則由源端和終端IP位址、TCP和UDP連線埠共同決定。
在硬體四層交換產品領域，有一些知名的產品可以選擇，比如Alteon、F5等，這些產品很昂貴，但是物有所值，能夠提供非常優秀的性能和很靈活的管理能力。Yahoo中國當初接近2000台伺服器使用了三四台Alteon就搞定了。
