高并发环境下qps计算

本文探讨了阿里Sentinel与Netflix Hystrix在高并发环境下如何计算QPS,重点介绍了Sentinel的分片策略,将时间分为若干片以降低锁的使用,提高性能。同时提到了LongAdder的使用,利用数据striping提升并发访问的吞吐量,避免传统加锁带来的性能瓶颈。

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最近在研究阿里的一些中间件,最近看到了sentinel,由于和我们现在使用的统计-判断-预警-熔断有点类似,所以就深入了源码细看了一下,不看不要紧,一看吓一跳。我们现在的熔断的粒度是分钟级别的,没想到sentinel可以精细到任何级别,甚至是毫秒。我们姑且就按秒来说吧,一对比,就不是一个级别的了。


不说我们之前的架构了,还是说一下阿里sentinel使用的qps计算方法吧,给我印象最深刻的地方就是qps的计算模式了。


大家要知道,按qps为2000来算,每一毫秒就要有2个请求要处理,如果为了获取qps和并发环境下为了数据正确而加锁处理,那么会耗费很大的cpu资源。

而且若按curtime%1000作为key来统计请求数的话,假如当前时间为200ms,那么取得的qps则很有可能是总量的20%,那么肯定是不行的。

其实就是这么一个文件 https://github.com/Netflix/Hystrix/blob/master/hystrix-core/src/main/java/com/netflix/hystrix/util/HystrixRollingNumber.java


分片

首先sentinel采用的方法就是把一段时间分成若干片,如把1s分成10片,那么每片统计当前100ms内的数据,然后当前qps则为当前分片往前推10格,再求和,即为当前的qps。


那么问题来了,在分片的交接时刻,需要为新的分片创建对应的对象,若不加控制的话,直接加锁,会导致所有的线程等待(只有一个线程去创建当前bucket)。但s

### TPS、并发QPS之间的换算关系 在Web应用性能评估中,TPS(每秒事务数)、并发用户数以及QPS(每秒查询数)是非常重要的指标。这些参数之间存在密切联系。 对于给定的应用程序负载情况: - **QPS** 表示的是系统能够承受的最大请求数目,在一秒内可以处理多少次HTTP请求。 - **TPS** 则侧重于描述业务逻辑层面的操作频率,即一秒钟能完成多少笔交易或操作[^5]。 - 当提到**并发数**时,则指的是在同一时刻有多少个独立的任务正在被处理之中[^2]。 三者的具体转换公式如下所示: \[ \text{QPS}(\text{TPS})=\frac{\text{并发数}}{\text{平均响应时间(s)}}\quad 或者 \quad \text{并发数}= \text{QPS}\times\text{平均响应时间(s)} \] 这里需要注意一点,虽然通常情况下会认为QPS等于TPS,但实际上这取决于具体的上下文环境;例如在一个复杂的电子商务网站上,一次完整的购物流程可能涉及多个页面加载动作,因此可能会有更高的QPS值而实际产生的有效订单数量相对较低一些[^1]。 另外一种表达方式是从用户的视角出发考虑问题:如果有N个活跃在线的用户,并假设每个用户的点击间隔为T秒,那么理论上系统的最大支持能力就可以表示成\( N/T \)[^4]。 ```python def calculate_concurrent_users(tps, avg_response_time): """根据TPS和平均响应时间计算并发用户数""" concurrent_users = tps * avg_response_time return concurrent_users # 示例数据 tps_example = 500 # 假设TPS为500 avg_response_time_example = 0.1 # 平均响应时间为100毫秒 concurrent_users_result = calculate_concurrent_users(tps_example, avg_response_time_example) print(f"当TPS={tps_example}, 平均响应时间为 {avg_response_time_example}s 时,并发用户数约为:{int(concurrent_users_result)}") ``` 上述代码展示了如何基于已知条件估算出合理的并发用户数目。 #### 注意事项 由于不同应用场景下这三个概念的具体含义可能存在差异,所以在实际工作中应当依据具体情况灵活调整相应的定义范围及其相互间的关系[^3]。
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