前言
通过前面的几篇文章,讲解了一个短信服务的架构设计与实现。然而初始方案并非100%完美的,我们仍可以对该架构做一些优化与调整。
同时我也希望通过这篇文章与大家分享一下,我的架构设计理念。
源码地址:https://github.com/SkyChenSky/Sikiro.SMS/tree/optimize (与之前的是另外的分支)
架构是设计的还是演变的?
架构
该词出自于建筑学。软件架构定义是指软件系统的基础结构,是系统中的实体及实体(服务)之间的关系所进行的抽象描述。而架构设计的目的是为了解决软件系统复杂度带来的问题。
复杂度
系统复杂度主要有下面几点:
高可用
高性能
可扩展
安全性
维护成本
用户规模
业务规模
系统的复杂度导致的直接原因是业务规模。为了用户流畅放心的使用产品,不得不提高系统性能与安全。当系统成为人们生活不可缺一部分时,避免机房停电、挖掘机挖断电缆导致的系统不可用,不得不去思考同城跨机房同步、异地多活的高可用方案。
答案并非二选一
我认为架构,需要在已知可见的业务复杂度与用户规模的基础上进行架构设计;伴随着技术积累与成长而对系统进行架构优化;用户的日益增长,业务的不断扩充,迫使了系统的复杂度增加,为了解决系统带来新的复杂度而进行架构演变。
因此,架构方案是在已有的业务复杂度、用户规模、技术积累度、人力时间成本等几个方面的取舍决策后的结果体现。
原架构
缺点分析
一般情况下,调度任务轮询数据库,90%的动作是无用功,频繁的数据库访问会对数据库增加不少压力。
为了让调度任务服务进行轮循数据,需要在API优先进行数据持久化,这无疑是降低了API的性能。
MongoDB的Update操作相比于Insert操作时低效的,对于日志类数据应增量添加。
因此从上述可见,调度任务服务这块是优化关键点所在。
新架构图
使用了RabbitMQ的队列定时任务代替调度任务来实现定时发送。
抛弃了调度任务,减少了调用链,同时也减少了应用服务数据量。
对SMS集合在MongoDB里进行按年月的时间划分,对于日志类数据可以在有效的时间范围外进行方便的归档、删除。同时也避免了同集合的数据量过大导致的查询效率缓慢。
队列定时任务
RabbitMQ自身并没有定时任务,然而可以通过消息的Time-To-Live(过期时间)与Dead Letter Exchange(死信交换机)的结合模拟定时发布的功能。具体原理如下:
生产者发布消息,并发布到已申明消息过期时间(TTL)的缓存队列(非真正业务消费队列)
消息在缓存队列等待消息过期,然后由Dead Letter Exchange将消息重新分配到实际消费队列
消费者再从实际消费队列消费并完成业务
Dead Letter Exchange
Dead Letter Exchange与平常的Exchange无异,主要用于消息死亡后通过Dead Letter Exchange与x-dead-letter-routing-key重新分配到新的队列进行消费处理。
消息死亡的方式有三种:
消息进入了一条已经达到最大长度的队列
消息因为设置了Time-To-Live的导致过期
消息因basic.reject或者basic.nack动作而拒绝
Time-To-Live
两种消息过期的方式:
队列申明x-message-ttl参数
var args = new Dictionary<string, object>(); args.Add("x-message-ttl", 60000); model.QueueDeclare("myqueue", false, false, false, args);
每条消息发布声明Expiration参数
RabbitMQ.Client队列定时任务Demo
Sikiro.SMS实现优化
上面介绍了队列定时任务基本原理,然而我们需要自己的项目进行修改优化。
API消息发布
EasyNetQ是一款非常良好使用性的RabbitMQ.Client封装。对队列定时任务他也已经提供了相应的方法FuturePublish给我们使用。
然而他的FuturePublish由有三种调度方式:
DeadLetterExchangeAndMessageTtlScheduler
DelayedExchangeScheduler
ExternalScheduler
DelayedExchangeScheduler是需要EasyNetQ项目提供的调度程序,本质上也是轮询
ExternalScheduler是通过使用MQ的插件。
DeadLetterExchangeAndMessageTtlScheduler才是我们之前通过DEMO实现的方式,在EasyNetQ组件上通过下面代码进行启用。
services.RegisterEasyNetQ(_infrastructureConfig.Infrastructure.RabbitMQ, a =>{a.EnableDeadLetterExchangeAndMessageTtlScheduler();});
下面代码是Sikiro.SMS.Api的优化改造:
重发机制
重发一般是请求服务超时的情况下使用。而导致这种原因的主要几点是网络波动、服务压力过大。因为前面任意一种原因都无法在短时间恢复,因此对于简单的重试 类似while(i<3)ReSend() 是没有什么意义的。
因此我们需要借助队列定时任务+发送次数*延迟时间来完成有效的非频繁的重发。
SMS日志集合维度
SMS日志作为非必要业务的运维型监控数据,在需要的时候随时可以对此进行删除或者归档处理。因此以时间(年月)作为集合维度,可以很好的对日志数据进行管理。
mongoProxy.Add(MongoKey.SmsDataBase, MongoKey.SmsCollection + "_" + DateTime.Now.ToString("yyyyMM"), model);
结束
经过本系列6篇的文章,介绍了以短信服务为业务场景,基于.net core平台的一个简单架构设计、架构优化与服务实现的实践例子。希望我的分享能帮助有需要的朋友。如果有任何好的建议请到下方给我留言。
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