高並發下瀏覽量入庫設計


一、背景

文章瀏覽量統計,low的做法是:用戶每次瀏覽,前端會發送一個GET請求獲取一篇文章詳情時,會把這篇文章的瀏覽量+1,存進數據庫里。

1.1 這么做,有幾個問題:

  1. 在GET請求的業務邏輯里進行了數據的寫操作!
  2. 並發高的話,數據庫壓力太大;
  3. 同時,如果文章做了緩存和搜索引擎如ElasticSearch的存儲,同步更新緩存和ElasticSearch更新同步更新太耗時,不更新就會導致數據不一致性。

1.2 解決方案

  • HyperLogLog

HyperLogLogProbabilistic data Structures的一種,這類數據結構的基本大的思路就是使用統計概率上的算法,犧牲數據的精准性來節省內存的占用空間及提升相關操作的性能。

  • 設計思路
  1. 為保證真實的博文瀏覽量,根據用戶訪問的ip和文章id,進行唯一校驗,即同一個用戶多次訪問同一篇文章,改文章訪問量只增加1;
  2. 將用戶的瀏覽量用opsForHyperLogLog().add(key,value)的存儲在Redis中,在半夜瀏覽量低的時候,通過定時任務,將瀏覽量更新至數據庫中。

二、 手把手實現

2.1 項目配置

  • sql
DROP TABLE IF EXISTS `article`; CREATE TABLE `article` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵', `title` varchar(100) NOT NULL COMMENT '標題', `content` varchar(1024) NOT NULL COMMENT '內容', `url` varchar(100) NOT NULL COMMENT '地址', `views` bigint(20) NOT NULL COMMENT '瀏覽量', `create_time` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '創建時間', PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8; INSERT INTO article VALUES(1,'測試文章','content','url',10,NULL); 

插入了一條數據,並設計訪問量已經為10了,便於測試。

  • 項目依賴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: # 數據庫配置  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 # 連接超時時間,2.0 中該參數的類型為Duration,這里在配置的時候需要指明單位 # 連接池配置,2.0中直接使用jedis或者lettuce配置連接池(使用lettuce,依賴中必須包含commons-pool2包)  lettuce:  pool: # 最大空閑連接數  max-idle: 500 # 最小空閑連接數  min-idle: 50 # 等待可用連接的最大時間,負數為不限制  max-wait: -1s # 最大活躍連接數,負數為不限制  max-active: -1 # mybatis mybatis:  mapper-locations: classpath:mapper/*.xml # type-aliases-package: cn.van.redis.view.entity 

2.2 瀏覽量的切面設計

  • 自定義一個注解,用於新增文章瀏覽量到Redis
@Target({ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented public @interface PageView { /** * 描述 */ String description() default ""; } 
  • 切面處理
 @Aspect @Configuration @Slf4j public class PageViewAspect { @Autowired private RedisUtils redisUtil; /**  * 切入點  */ @Pointcut("@annotation(cn.van.redis.view.annotation.PageView)") public void PageViewAspect() { } /**  * 切入處理  * @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; // 瀏覽量存入redis中 Long num = redisUtil.add(key,ipAddr); if (num == 0) { log.info("該ip:{},訪問的瀏覽量已經新增過了", ipAddr); } obj = joinPoint.proceed(); } catch (Throwable e) { e.printStackTrace(); } return obj; } } 
  • 工具類RedisUtils.java
 @Component public class RedisUtils { @Resource private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate; /** * 刪除緩存 * @param key 可以傳一個值 或多個 */ public void del(String... key) { redisTemplate.delete(key[0]); } /** * 計數 * @param key * @param value */ public Long add(String key, Object... value) { return redisTemplate.opsForHyperLogLog().add(key,value); } /** * 獲取總數 * @param key */ public Long size(String key) { return redisTemplate.opsForHyperLogLog().size(key); } } 
  • 工具類 IpUtils.java

該工具類我在Mac下測試沒問題,Windows下如果有問題,請反饋給我

 @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("獲取到的ip地址:{}", ip.getHostAddress()); return ip.getHostAddress(); } } } } } catch (Exception e) { log.error("獲取ip地址失敗,{}",e); } return null; } } 

2.3 同步任務ArticleViewTask.java

ArticleService.java里面的代碼比較簡單,詳見文末源碼。

@Component @Slf4j public class ArticleViewTask { @Resource private RedisUtils redisUtil; @Resource ArticleService articleService; // 每天凌晨一點執行 @Scheduled(cron = "0 0 1 * * ? ") @Transactional(rollbackFor=Exception.class) public void createHyperLog() { log.info("瀏覽量入庫開始"); List<Long> list = articleService.getAllArticleId(); list.forEach(articleId ->{ // 獲取每一篇文章在redis中的瀏覽量,存入到數據庫中 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("數據庫更新后的瀏覽量為:{}", views); redisUtil.del(key); } } }); log.info("瀏覽量入庫結束"); } } 

2.4 測試接口PageController.java

@RestController @Slf4j public class PageController { @Autowired private ArticleService articleService; @Autowired private RedisUtils redisUtil; /** * 訪問一篇文章時,增加其瀏覽量:重點在的注解 * @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 緩存中瀏覽數:{}", view); //直接從緩存中獲取並與之前的數量相加 Long views = view + blog.getViews(); log.info("文章總瀏覽數:{}", views); } catch (Throwable e) { return "error"; } return "success"; } } 

這里,具體的Service中的方法因為都被我放在Controller中處理了,所以就是剩下簡單的Mapper調用了,這里就不浪費時間了,詳見文末源碼。(按理說,這些邏輯處理,應該放在Service處理的,請按實際情況優化)

三、 測試

啟動項目,測試訪問量,先請求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          : 獲取到的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 緩存中瀏覽數:1
2019-03-2623:50:50.900  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] c.v.r.v.web.controller.PageController    : 文章總瀏覽數:11

觀察一下,數據庫,訪問量確實沒有增加,本機再次訪問,發現,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          : 獲取到的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  : 該ip:192.168.1.104,訪問的瀏覽量已經新增過了
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 緩存中瀏覽數:1
2019-03-2623:51:14.761  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] c.v.r.v.web.controller.PageController    : 文章總瀏覽數:11
  • 定時任務觸發,日志打印如下
2019-03-27 01:00:00.265  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 瀏覽量入庫開始
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   : 數據庫更新后的瀏覽量為:11
2019-03-27 01:00:00.682  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 瀏覽量入庫結束

觀察一下數據庫,發現數據庫中的瀏覽量增加到11,同時,Redis中的瀏覽量沒了,說明成功!

四、 源碼及說明

4.1 源碼地址

Github 示例代碼


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