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GeekBand学习笔记-第十二周 关于系统设计

GeekBand学习笔记-第十二周 关于系统设计

作者: PatrickHC | 来源:发表于2016-08-02 00:37 被阅读35次

    写在前面:感谢GeekBand提供这样好的学习机会,让我在繁忙的工作之余可以学习巩固c++知识。以下是边学边记的一些扩展点。分享给大家。

    Concurrency

    进程与线程 (Thread VS Process)(http://www.jianshu.com/p/177e9b073ce8
    程序在操作系统运行的基本单位,提高应用的并发性。程序拥有至少一个进程,一个进程至少有一个线程。多线程程序,并发性比较高;进程执行时候有独立的内存单位,而线程可以共享内存以提高效率。每个独立的线程有个程序运行的入口,数据执行的序列和程序的出口;操作系统中对进程的调度分配来达到资源管理的目的,进程是系统进行资源分配的独立单位。
    **生产者与消费(Consumer and Producer ) **
    操作系统的有限和缓存的问题,多线程同步问题的案例。生产者线程生产数据放入缓冲区,同时消费者从缓冲区中消耗数据。问题的关键在于如何使得:生产者不在缓冲区满的时候加入数据,消费者不在缓冲区空的时候消耗数据。
    生产者与消费的经典应用: Blocking Queue (Java实现)

    生产者与消费的经典应用
    Tracking:
    同步(Synchronized )
    异步(Asynchronized ):建立缓冲区

    Network

    Application Layer : HTML 1.0 VS HTML 1.1: 后者支持虚拟主机和断点续传
    Presentation Layer: TCP VS UDP:前者连接可靠,后者效率高

    Network

    问题:当浏览器输入URL并且按下回车键之后会发生什么?
    找IP地址:先URL 缓存 ,然后DNS
    得到返回IP地址
    本地计算机和服务器通过IP建立TCP连接(三次握手),默认80端口
    浏览器和服务器建立HTTP会话(Session),接受数据
    浏览器解析数据并在浏览器中渲染出来
    浏览器关闭时,终止会话。

    Database

    Relational DV VS KeyValue Store
    前者典型例子:银行存钱系统,需要实时;
    后者典型例子:社交网站,简单,量大
    Sharding VS Clustering直接拆分与负载智能管理

    关于Tiny URL 问题:为URL存储短URLCode映射成URL(Tiny URL Service ),需要保存成下面的格式:
    code:varchar(8)
    URL:varchar(1000)
    createed_at: timestamp
    还需要能够反向将URL映射成code
    需要给URL和Code加索引,一遍可以反向将URL映射成Code

    Distribute System

    关于Tiny URL 问题: 如何规模化Tiny URL Service
    负载均衡和无状态的前置服务器
    分片,备份的数据库(备份大量的short link code)
    交互需要加缓存,减轻服务器压力
    根据分好的片定位到数据库相应的区间,缓解写的压力
    本地缓存事件追踪聚合+异步刷新到高吞吐(high-throughput)的信息队列中
    使用产生的唯一ID生成器,支持64位

    Performance

    使用不同缓存的响应时间

    问题: 全世界有多少钢琴调音师(逻辑推理,估算能力)
    流程:全世界人口总数和家庭个数;
    估计大概10~20%家庭会有钢琴,得出钢琴个数;
    每个钢琴调音师大约每个月工作4-5次;
    最后得出有多少钢琴调音师可以满足这些需求。

    关于Tiny URL问题: 我们也可以估算总体存储量是多少。
    因为URL长度是10-1000字符(byte),取平均值是200 byte;
    计算总共需要URL的数量:
    假设我们已经拥有100M个URL,新的URL注册的数量是100,000/天(每秒一个)
    那么一年的URL的条数就是100,000 x 365 条,即36,500,000 byte,
    如果一天查询100M次,那么每秒查询就是1000次。
    发现:读的数量远大于写的数量,可能需要做缓存,读写分离。

    Design Pattern

    MVC:连接模型到某个前端;
    Singleton:保证只有一个实例,比全局变量靠谱。可以随时直接更改;
    Factory:定义创建对象的接口,让接口决定实例化哪个类。用于生成各种子类的时候;
    Iterator:顺序访问集合中的元素,同时不会暴露集合中的元素。需要保证插入和删除不会影响到其他对象;
    Decorator:用一个新的类,对对象新增附加方法,指向基类的指针,调用时用多态调用就可以了;
    Facade:提供一致的界面,提供一致的接口。

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