高并发下浏览量入库设计


一、背景

文章浏览量统计,low的做法是:用户每次浏览,前端会发送一个GET请求获取一篇文章详情时,会把这篇文章的浏览量+1,存进数据库里。

1.1 这么做,有几个问题:

  1. 在GET请求的业务逻辑里进行了数据的写操作!
  2. 并发高的话,数据库压力太大;
  3. 同时,如果文章做了缓存和搜索引擎如ElasticSearch的存储,同步更新缓存和ElasticSearch更新同步更新太耗时,不更新就会导致数据不一致性。

1.2 解决方案

  • HyperLogLog

HyperLogLogProbabilistic data Structures的一种,这类数据结构的基本大的思路就是使用统计概率上的算法,牺牲数据的精准性来节省内存的占用空间及提升相关操作的性能。

  • 设计思路
  1. 为保证真实的博文浏览量,根据用户访问的ip和文章id,进行唯一校验,即同一个用户多次访问同一篇文章,改文章访问量只增加1;
  2. 将用户的浏览量用opsForHyperLogLog().add(key,value)的存储在Redis中,在半夜浏览量低的时候,通过定时任务,将浏览量更新至数据库中。

二、 手把手实现

2.1 项目配置

  • sql
DROP TABLE IF EXISTS `article`; CREATE TABLE `article` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键', `title` varchar(100) NOT NULL COMMENT '标题', `content` varchar(1024) NOT NULL COMMENT '内容', `url` varchar(100) NOT NULL COMMENT '地址', `views` bigint(20) NOT NULL COMMENT '浏览量', `create_time` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间', PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8; INSERT INTO article VALUES(1,'测试文章','content','url',10,NULL); 

插入了一条数据,并设计访问量已经为10了,便于测试。

  • 项目依赖pom.xml
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> </dependency> <!--mysql--> <dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> </dependency> <!-- mybatis --> <dependency> <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId> <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId> <version>1.3.2</version> </dependency> <!-- redis --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.commons</groupId> <artifactId>commons-pool2</artifactId> <version>2.0</version> </dependency> <!-- lombok--> <dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> <optional>true</optional> </dependency> 
  • application.yml
spring: # 数据库配置  datasource:  url: jdbc:mysql://47.98.178.84:3306/dev  username: dev  password: password  driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver  redis:  host: 47.98.178.84  port: 6379  database: 1  password: password  timeout: 60s # 连接超时时间,2.0 中该参数的类型为Duration,这里在配置的时候需要指明单位 # 连接池配置,2.0中直接使用jedis或者lettuce配置连接池(使用lettuce,依赖中必须包含commons-pool2包)  lettuce:  pool: # 最大空闲连接数  max-idle: 500 # 最小空闲连接数  min-idle: 50 # 等待可用连接的最大时间,负数为不限制  max-wait: -1s # 最大活跃连接数,负数为不限制  max-active: -1 # mybatis mybatis:  mapper-locations: classpath:mapper/*.xml # type-aliases-package: cn.van.redis.view.entity 

2.2 浏览量的切面设计

  • 自定义一个注解,用于新增文章浏览量到Redis
@Target({ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented public @interface PageView { /** * 描述 */ String description() default ""; } 
  • 切面处理
 @Aspect @Configuration @Slf4j public class PageViewAspect { @Autowired private RedisUtils redisUtil; /**  * 切入点  */ @Pointcut("@annotation(cn.van.redis.view.annotation.PageView)") public void PageViewAspect() { } /**  * 切入处理  * @param joinPoint  * @return  */ @Around("PageViewAspect()") public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) { Object[] object = joinPoint.getArgs(); Object articleId = object[0]; log.info("articleId:{}", articleId); Object obj = null; try { String ipAddr = IpUtils.getIpAddr(); log.info("ipAddr:{}", ipAddr); String key = "articleId_" + articleId; // 浏览量存入redis中 Long num = redisUtil.add(key,ipAddr); if (num == 0) { log.info("该ip:{},访问的浏览量已经新增过了", ipAddr); } obj = joinPoint.proceed(); } catch (Throwable e) { e.printStackTrace(); } return obj; } } 
  • 工具类RedisUtils.java
 @Component public class RedisUtils { @Resource private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate; /** * 删除缓存 * @param key 可以传一个值 或多个 */ public void del(String... key) { redisTemplate.delete(key[0]); } /** * 计数 * @param key * @param value */ public Long add(String key, Object... value) { return redisTemplate.opsForHyperLogLog().add(key,value); } /** * 获取总数 * @param key */ public Long size(String key) { return redisTemplate.opsForHyperLogLog().size(key); } } 
  • 工具类 IpUtils.java

该工具类我在Mac下测试没问题,Windows下如果有问题,请反馈给我

 @Slf4j public class IpUtils { public static String getIpAddr() { try { Enumeration<NetworkInterface> allNetInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces(); InetAddress ip = null; while (allNetInterfaces.hasMoreElements()) { NetworkInterface netInterface = (NetworkInterface) allNetInterfaces.nextElement(); if (netInterface.isLoopback() || netInterface.isVirtual() || !netInterface.isUp()) { continue; } else { Enumeration<InetAddress> addresses = netInterface.getInetAddresses(); while (addresses.hasMoreElements()) { ip = addresses.nextElement(); if (ip != null && ip instanceof Inet4Address) { log.info("获取到的ip地址:{}", ip.getHostAddress()); return ip.getHostAddress(); } } } } } catch (Exception e) { log.error("获取ip地址失败,{}",e); } return null; } } 

2.3 同步任务ArticleViewTask.java

ArticleService.java里面的代码比较简单,详见文末源码。

@Component @Slf4j public class ArticleViewTask { @Resource private RedisUtils redisUtil; @Resource ArticleService articleService; // 每天凌晨一点执行 @Scheduled(cron = "0 0 1 * * ? ") @Transactional(rollbackFor=Exception.class) public void createHyperLog() { log.info("浏览量入库开始"); List<Long> list = articleService.getAllArticleId(); list.forEach(articleId ->{ // 获取每一篇文章在redis中的浏览量,存入到数据库中 String key = "articleId_"+articleId; Long view = redisUtil.size(key); if(view>0){ ArticleDO articleDO = articleService.getById(articleId); Long views = view + articleDO.getViews(); articleDO.setViews(views); int num = articleService.updateArticleById(articleDO); if (num != 0) { log.info("数据库更新后的浏览量为:{}", views); redisUtil.del(key); } } }); log.info("浏览量入库结束"); } } 

2.4 测试接口PageController.java

@RestController @Slf4j public class PageController { @Autowired private ArticleService articleService; @Autowired private RedisUtils redisUtil; /** * 访问一篇文章时,增加其浏览量:重点在的注解 * @param articleId:文章id * @return */ @PageView @RequestMapping("/{articleId}") public String getArticle(@PathVariable("articleId") Long articleId) { try{ ArticleDO blog = articleService.getById(articleId); log.info("articleId = {}", articleId); String key = "articleId_"+articleId; Long view = redisUtil.size(key); log.info("redis 缓存中浏览数:{}", view); //直接从缓存中获取并与之前的数量相加 Long views = view + blog.getViews(); log.info("文章总浏览数:{}", views); } catch (Throwable e) { return "error"; } return "success"; } } 

这里,具体的Service中的方法因为都被我放在Controller中处理了,所以就是剩下简单的Mapper调用了,这里就不浪费时间了,详见文末源码。(按理说,这些逻辑处理,应该放在Service处理的,请按实际情况优化)

三、 测试

启动项目,测试访问量,先请求http://localhost:8080/1,日志打印如下:

2019-03-2623:50:50.047  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1]  cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : articleId:1
2019-03-2623:50:50.047  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] cn.van.redis.view.utils.IpUtils          : 获取到的ip地址:192.168.1.104
2019-03-2623:50:50.047  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : ipAddr:192.168.1.104
2019-03-2623:50:50.139  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] io.lettuce.core.EpollProvider            : Starting without optional epoll library
2019-03-2623:50:50.140  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] io.lettuce.core.KqueueProvider           : Starting without optional kqueue library
2019-03-2623:50:50.349  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource       : HikariPool-1 - Starting...
2019-03-2623:50:50.833  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource       : HikariPool-1 - Start completed.
2019-03-2623:50:50.872  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] c.v.r.v.web.controller.PageController    : articleId = 1
2019-03-2623:50:50.899  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] c.v.r.v.web.controller.PageController    : redis 缓存中浏览数:1
2019-03-2623:50:50.900  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] c.v.r.v.web.controller.PageController    : 文章总浏览数:11

观察一下,数据库,访问量确实没有增加,本机再次访问,发现,日志打印如下:

2019-03-2623:51:14.658  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] 
cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : articleId:1
2019-03-2623:51:14.658  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] cn.van.redis.view.utils.IpUtils          : 获取到的ip地址:192.168.1.104
2019-03-2623:51:14.658  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : ipAddr:192.168.1.104
2019-03-2623:51:14.692  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : 该ip:192.168.1.104,访问的浏览量已经新增过了
2019-03-2623:51:14.752  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] c.v.r.v.web.controller.PageController    : articleId = 1
2019-03-2623:51:14.760  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] c.v.r.v.web.controller.PageController    : redis 缓存中浏览数:1
2019-03-2623:51:14.761  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] c.v.r.v.web.controller.PageController    : 文章总浏览数:11
  • 定时任务触发,日志打印如下
2019-03-27 01:00:00.265  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 浏览量入库开始
2019-03-27 01:00:00.448  INFO 2974 --- [   scheduling-1] io.lettuce.core.EpollProvider            : Starting without optional epoll library
2019-03-27 01:00:00.449  INFO 2974 --- [   scheduling-1] io.lettuce.core.KqueueProvider           : Starting without optional kqueue library
2019-03-27 01:00:00.663  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 数据库更新后的浏览量为:11
2019-03-27 01:00:00.682  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 浏览量入库结束

观察一下数据库,发现数据库中的浏览量增加到11,同时,Redis中的浏览量没了,说明成功!

四、 源码及说明

4.1 源码地址

Github 示例代码


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