如何设计高并发系统

面试架构师，如何设计一个高并发的系统，是高概率会问到的问题，设计高并发系统是一个复杂但关键的任务，最核心的是系统可伸缩设计（快速加机器解决访问量问题）、存储容量设计（根据业务给的数据及场景，做容量测算，分库分表等）、高并发控制问题（类似减库存）、系统的治理（监控告警、限流、降级等保护措施），大概率系统是要采用分布式设计的，那就有分布式系统的负载均衡问题、分布式数据事务一致性问题、分布式消息、分布式缓存、系统保护策略等需要考虑，大致的思路如下：

1. 系统架构设计

• 分布式架构：采用微服务架构，将系统拆分为多个独立的服务，每个服务处理特定的业务逻辑，通过API进行通信。
• 负载均衡：使用负载均衡器（如Nginx、HAProxy）分发请求到多个服务器实例，确保系统资源的有效利用和服务的可用性。
• 缓存策略：合理使用缓存（如Redis、Memcached）来减少对数据库的访问压力，提高数据访问速度。
• 数据库设计：考虑使用读写分离、分库分表等技术来分散数据库压力。
• 异步消息：采用Kafka或者rocketMQ等消息中间件，做异步的消息调用，起到削峰填谷的作用。

2. 并发控制

• 线程安全：确保多线程环境下数据的一致性和完整性，JVM内的线程使用同步机制（如synchronized、ReentrantLock）或并发工具类（如ConcurrentHashMap），如果有全局变量要修改，需要考虑分布式一致性问题，解决的方案有数据库锁（性能低）、redis做全局锁（有原子性要求，建议用lua脚本）、zk等分布式一致性锁，一般建议用redis，因为性能高。
• 无锁编程：尽可能使用无锁编程技术（如CAS操作），减少锁的使用以提高性能。
• 连接池：使用数据库连接池