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一.數據庫三范式
第一范式:1NF是對屬性的原子性約束,要求屬性具有原子性,不可再分解;
第二范式:2NF是對記錄的惟一性約束,要求記錄有惟一標識,即實體的惟一性;
第三范式:3NF是對字段冗余性的約束,即任何字段不能由其他字段派生出來,它要求字段沒有冗余。
范式化設計優缺點:
優點:
可以盡量得減少數據冗余,使得更新快,體積小
缺點:對于查詢需要多個表進行關聯,減少寫得效率增加讀得效率,更難進行索引優化
反范式化:
優點:可以減少表得關聯,可以更好得進行索引優化
缺點:數據冗余以及數據異常,數據得修改需要更多的成本
二.Mysql 中有哪幾種鎖
- MyISAM支持表鎖,InnoDB支持表鎖和行鎖,默認為行鎖
- 表級鎖:開銷小,加鎖快,不會出現死鎖。鎖定粒度大,發生鎖沖突的概率最高,并發量最低
- 行級鎖:開銷大,加鎖慢,會出現死鎖。鎖力度小,發生鎖沖突的概率小,并發度最高
三.什么是存儲過程
我們常用的操作數據庫語言SQL語句在執行的時候需要要先編譯,然后執行,而存儲過程(Stored Procedure)是一組為了完成特定功能的SQL語句集,經編譯后存儲在數據庫中,用戶通過指定存儲過程的名字并給定參數(如果該存儲過程帶有參數)來調用執行它。
一個存儲過程是一個可編程的函數,它在數據庫中創建并保存。它可以有SQL語句和一些特殊的控制結構組成。當希望在不同的應用程序或平臺上執行相同的函數,或者封裝特定功能時,存儲過程是非常有用的。數據庫中的存儲過程可以看做是對編程中面向對象方法的模擬。它允許控制數據的訪問方式。
優點:
(1).存儲過程增強了SQL語言的功能和靈活性。存儲過程可以用流控制語句編寫,有很強的靈活性,可以完成復雜的判斷和較復雜的運算。
(2).存儲過程允許標準組件是編程。存儲過程被創建后,可以在程序中被多次調用,而不必重新編寫該存儲過程的SQL語句。而且數據庫專業人員可以隨時對存儲過程進行修改,對應用程序源代碼毫無影響。
(3).存儲過程能實現較快的執行速度。如果某一操作包含大量的Transaction-SQL代碼或分別被多次執行,那么存儲過程要比批處理的執行速度快很多。因為存儲過程是預編譯的。在首次運行一個存儲過程時查詢,優化器對其進行分析優化,并且給出最終被存儲在系統表中的執行計劃。而批處理的Transaction-SQL語句在每次運行時都要進行編譯和優化,速度相對要慢一些。
(4).存儲過程能過減少網絡流量。針對同一個數據庫對象的操作(如查詢、修改),如果這一操作所涉及的Transaction-SQL語句被組織程存儲過程,那么當在客戶計算機上調用該存儲過程時,網絡中傳送的只是該調用語句,從而大大增加了網絡流量并降低了網絡負載。
(5).存儲過程可被作為一種安全機制來充分利用。系統管理員通過執行某一存儲過程的權限進行限制,能夠實現對相應的數據的訪問權限的限制,避免了非授權用戶對數據的訪問,保證了數據的安全。
四.如何處理負載、高并發
1、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,所以我們盡可能使我們的 網站上的頁面采用靜態頁面來實現,這個最簡單的方法其實也是最有效的方法。
2、圖片服務器分離
把圖片單獨存儲,盡量減少圖片等大流量的開銷,可以放在一些相關的平臺上,如七牛等。
3、數據庫集群和庫表散列及緩存
數據庫的并發連接為100,一臺數據庫遠遠不夠,可以從讀寫分離、主從復制,數據庫集群方面來著手。另外盡量減少數據庫的訪問,可以使用緩存數據庫如memcache、redis。
4、鏡像
盡量減少下載,可以把不同的請求分發到多個鏡像端。
5、負載均衡:
Apache的最大并發連接為1500,只能增加服務器,可以從硬件上著手,如F5服務器。當然硬件的成本比較高,我們往往從軟件方面著手。
負載均衡 (Load Balancing) 建立在現有網絡結構之上,它提供了一種廉價有效透明的方法擴展網絡設備和服務器的帶寬、增加吞吐量、加強網絡數據處理能力,同時能夠提高網絡的靈活性和可用性。目前使用最為廣泛的負載均衡軟件是Nginx、LVS、HAProxy。我分別來說下三種的優缺點:
**Nginx的優點是:**
工作在網絡的7層之上,可以針對http應用做一些分流的策略,比如針對域名、目錄結構,它的正則規則比HAProxy更為強大和靈活,這也是它目前廣泛流行的主要原因之一,Nginx單憑這點可利用的場合就遠多于LVS了。
Nginx對網絡穩定性的依賴非常小,理論上能ping通就就能進行負載功能,這個也是它的優勢之一;相反LVS對網絡穩定性依賴比較大,這點本人深有體會;
Nginx安裝和配置比較簡單,測試起來比較方便,它基本能把錯誤用日志打印出來。LVS的配置、測試就要花比較長的時間了,LVS對網絡依賴比較大。
可以承擔高負載壓力且穩定,在硬件不差的情況下一般能支撐幾萬次的并發量,負載度比LVS相對小些。
Nginx可以通過端口檢測到服務器內部的故障,比如根據服務器處理網頁返回的狀態碼、超時等等,并且會把返回錯誤的請求重新提交到另一個節點,不過其中缺點就是不支持url來檢測。比如用戶正在上傳一個文件,而處理該上傳的節點剛好在上傳過程中出現故障,Nginx會把上傳切到另一臺服務器重新處理,而LVS就直接斷掉了,如果是上傳一個很大的文件或者很重要的文件的話,用戶可能會因此而不滿。
Nginx不僅僅是一款優秀的負載均衡器/反向代理軟件,它同時也是功能強大的Web應用服務器。LNMP也是近幾年非常流行的web架構,在高流量的環境中穩定性也很好。
Nginx現在作為Web反向加速緩存越來越成熟了,速度比傳統的Squid服務器更快,可以考慮用其作為反向代理加速器。
Nginx可作為中層反向代理使用,這一層面Nginx基本上無對手,唯一可以對比Nginx的就只有 lighttpd了,不過 lighttpd目前還沒有做到Nginx完全的功能,配置也不那么清晰易讀,社區資料也遠遠沒Nginx活躍。
Nginx也可作為靜態網頁和圖片服務器,這方面的性能也無對手。還有Nginx社區非常活躍,第三方模塊也很多。
**Nginx的缺點是:**
Nginx僅能支持http、https和Email協議,這樣就在適用范圍上面小些,這個是它的缺點。
對后端服務器的健康檢查,只支持通過端口來檢測,不支持通過url來檢測。不支持Session的直接保持,但能通過ip_hash來解決。
LVS:使用Linux內核集群實現一個高性能、高可用的負載均衡服務器,它具有很好的可伸縮性(Scalability)、可靠性(Reliability)和可管理性(Manageability)。
**LVS的優點是:**
抗負載能力強、是工作在網絡4層之上僅作分發之用,沒有流量的產生,這個特點也決定了它在負載均衡軟件里的性能最強的,對內存和cpu資源消耗比較低。
配置性比較低,這是一個缺點也是一個優點,因為沒有可太多配置的東西,所以并不需要太多接觸,大大減少了人為出錯的幾率。
工作穩定,因為其本身抗負載能力很強,自身有完整的雙機熱備方案,如LVS+Keepalived,不過我們在項目實施中用得最多的還是LVS/DR+Keepalived。
無流量,LVS只分發請求,而流量并不從它本身出去,這點保證了均衡器IO的性能不會受到大流量的影響。
應用范圍比較廣,因為LVS工作在4層,所以它幾乎可以對所有應用做負載均衡,包括http、數據庫、在線聊天室等等。
**LVS的缺點是:**
軟件本身不支持正則表達式處理,不能做動靜分離;而現在許多網站在這方面都有較強的需求,這個是Nginx/HAProxy+Keepalived的優勢所在。
如果是網站應用比較龐大的話,LVS/DR+Keepalived實施起來就比較復雜了,特別后面有 Windows Server的機器的話,如果實施及配置還有維護過程就比較復雜了,相對而言,Nginx/HAProxy+Keepalived就簡單多了。
**HAProxy的特點是:**
HAProxy也是支持虛擬主機的。
HAProxy的優點能夠補充Nginx的一些缺點,比如支持Session的保持,Cookie的引導;同時支持通過獲取指定的url來檢測后端服務器的狀態。
HAProxy跟LVS類似,本身就只是一款負載均衡軟件;單純從效率上來講HAProxy會比Nginx有更出色的負載均衡速度,在并發處理上也是優于Nginx的。
HAProxy支持TCP協議的負載均衡轉發,可以對MySQL讀進行負載均衡,對后端的MySQL節點進行檢測和負載均衡,大家可以用LVS+Keepalived對MySQL主從做負載均衡。
HAProxy負載均衡策略非常多,HAProxy的負載均衡算法現在具體有如下8種:
① roundrobin,表示簡單的輪詢,這個不多說,這個是負載均衡基本都具備的;
② static-rr,表示根據權重,建議關注;
③ leastconn,表示最少連接者先處理,建議關注;
④ source,表示根據請求源IP,這個跟Nginx的IP_hash機制類似,我們用其作為解決session問題的一種方法,建議關注;
⑤ ri,表示根據請求的URI;
⑥ rl_param,表示根據請求的URl參數’balance url_param’ requires an URL parameter name;
⑦ hdr(name),表示根據HTTP請求頭來鎖定每一次HTTP請求;
⑧ rdp-cookie(name),表示根據據cookie(name)來鎖定并哈希每一次TCP請求。
**Nginx和LVS對比的總結:**
Nginx工作在網絡的7層,所以它可以針對http應用本身來做分流策略,比如針對域名、目錄結構等,相比之下LVS并不具備這樣的功能,所以Nginx單憑這點可利用的場合就遠多于LVS了;但Nginx有用的這些功能使其可調整度要高于LVS,所以經常要去觸碰觸碰,觸碰多了,人為出問題的幾率也就會大。
Nginx對網絡穩定性的依賴較小,理論上只要ping得通,網頁訪問正常,Nginx就能連得通,這是Nginx的一大優勢!Nginx同時還能區分內外網,如果是同時擁有內外網的節點,就相當于單機擁有了備份線路;LVS就比較依賴于網絡環境,目前來看服務器在同一網段內并且LVS使用direct方式分流,效果較能得到保證。另外注意,LVS需要向托管商至少申請多一個ip來做Visual IP,貌似是不能用本身的IP來做VIP的。要做好LVS管理員,確實得跟進學習很多有關網絡通信方面的知識,就不再是一個HTTP那么簡單了。
Nginx安裝和配置比較簡單,測試起來也很方便,因為它基本能把錯誤用日志打印出來。LVS的安裝和配置、測試就要花比較長的時間了;LVS對網絡依賴比較大,很多時候不能配置成功都是因為網絡問題而不是配置問題,出了問題要解決也相應的會麻煩得多。
Nginx也同樣能承受很高負載且穩定,但負載度和穩定度差LVS還有幾個等級:Nginx處理所有流量所以受限于機器IO和配置;本身的bug也還是難以避免的。
Nginx可以檢測到服務器內部的故障,比如根據服務器處理網頁返回的狀態碼、超時等等,并且會把返回錯誤的請求重新提交到另一個節點。目前LVS中 ldirectd也能支持針對服務器內部的情況來監控,但LVS的原理使其不能重發請求。比如用戶正在上傳一個文件,而處理該上傳的節點剛好在上傳過程中出現故障,Nginx會把上傳切到另一臺服務器重新處理,而LVS就直接斷掉了,如果是上傳一個很大的文件或者很重要的文件的話,用戶可能會因此而惱火。
Nginx對請求的異步處理可以幫助節點服務器減輕負載,假如使用 apache直接對外服務,那么出現很多的窄帶鏈接時apache服務器將會占用大 量內存而不能釋放,使用多一個Nginx做apache代理的話,這些窄帶鏈接會被Nginx擋住,apache上就不會堆積過多的請求,這樣就減少了相當多的資源占用。這點使用squid也有相同的作用,即使squid本身配置為不緩存,對apache還是有很大幫助的。
Nginx能支持http、https和email(email的功能比較少用),LVS所支持的應用在這點上會比Nginx更多。在使用上,一般最前端所采取的策略應是LVS,也就是DNS的指向應為LVS均衡器,LVS的優點令它非常適合做這個任務。重要的ip地址,最好交由LVS托管,比如數據庫的 ip、webservice服務器的ip等等,這些ip地址隨著時間推移,使用面會越來越大,如果更換ip則故障會接踵而至。所以將這些重要ip交給 LVS托管是最為穩妥的,這樣做的唯一缺點是需要的VIP數量會比較多。Nginx可作為LVS節點機器使用,一是可以利用Nginx的功能,二是可以利用Nginx的性能。當然這一層面也可以直接使用squid,squid的功能方面就比Nginx弱不少了,性能上也有所遜色于Nginx。Nginx也可作為中層代理使用,這一層面Nginx基本上無對手,唯一可以撼動Nginx的就只有lighttpd了,不過lighttpd目前還沒有能做到 Nginx完全的功能,配置也不那么清晰易讀。另外,中層代理的IP也是重要的,所以中層代理也擁有一個VIP和LVS是最完美的方案了。具體的應用還得具體分析,如果是比較小的網站(日PV小于1000萬),用Nginx就完全可以了,如果機器也不少,可以用DNS輪詢,LVS所耗費的機器還是比較多的;大型網站或者重要的服務,機器不發愁的時候,要多多考慮利用LVS。
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