基于Netty和Redis应对高并发场景的研究和实现

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在互联网应用井喷式增长的时代背景下,互联网的使用人数在快速增多,网站和服务器应用访问量急剧增长,庞大的请求访问量给服务器造成了很大的负载压力,在这种高并发的用户请求情况下很可能会造成服务器性能下降和服务器宕机。对于服务器而言需要能够处理海量的I/O数据请求,这需要服务器有优秀的通信性能,而Netty作为一个优秀的服务通信框架,能够很好的提升服务端的通信性能,该技术通过在缓冲区和I/O线程调度上的优化可以高效的处理并发请求,并且开发者使用Netty可以自定义处理器来处理消息,这使得开发过程更加灵活,并结合Redis缓存技术提高数据交互能力。同时单一服务器的应用已经无法承受大范围的并发访问和数据冲击,需要采用由多台服务器构成集群的方案,而在集群环境中需要通过合理的负载均衡策略将请求分发到服务器节点上进行处理。本文使用Netty和Redis技术搭建服务器框架,实现出一个具备高可用、高性能特性的服务器,并基于加权轮询负载均衡算法提出改进策略。本文的主体工作如下:(1)针对服务器的功能和性能需求,对Netty的I/O模型和调度模型进行研究,并根据具体的技术方案做调整,主体实现包含编解码、服务注册和发现、心跳检测和断线重连等核心模块,搭建出一个性能优秀的服务器。(2)针对消息序列化的问题,本文通过采用二进制协议实现消息的编解码,提高消息的传输效率,并解决了粘包问题。(3)针对服务器处于高并发场景下,服务器可能出现宕机情况,本文通过采用心跳检测的方式可以及时发现具体的宕机节点并加入断线重连的功能,降低服务器宕机对整体系统的性能影响。(4)针对静态负载均衡策略不能依据服务器节点的负载信息对客户端请求作出合理分配的缺点,在加权轮询策略的基础上提出基于CPU和内存的动态负载均衡策略,该算法会周期性的采集服务端节点的状态信息,计算出服务器节点的权值大小并改变权值,最后通过实验结果验证了本文提出的动态负载均衡算法是行之有效的。
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