分布式缓存的作用

分布式缓存主要用于在高并发环境下，减轻数据库的压力，提高系统的响应速度和并发吞吐。当大量的读、写请求涌向数据库时，磁盘的处理速度与内存显然不在一个量级，因此，在数据库之前加一层缓存，能够显著提高系统的响应速度，并降低数据库的压力。作为传统的关系型数据库，MySQL提供完整的ACID *** 作，支持丰富的数据类型、强大的关联查询、where语句等，能够非常客易地建立查询索引，执行复杂的内连接、外连接、求和、排序、分组等 *** 作，并且支持存储过程、函数等功能，产品成熟度高，功能强大。但是，对于需要应对高并发访问并且存储海量数据的场景来说，出于对性能的考虑，不得不放弃很多传统关系型数据库原本强大的功能，牺牲了系统的易用性，并且使得系统的设计和管理变得更为复杂。这也使得在过去几年中，流行着另一种新的存储解决方案——NoSQL，它与传统的关系型数据库最大的差别在于，它不使用SQL作为查询语言来查找数据，而采用key-value形式进行查找，提供了更高的查询效率及吞吐，并且能够更加方便地进行扩展，存储海量数据，在数千个节点上进行分区，自动进行数据的复制和备份。在分布式系统中，消息作为应用间通信的一种方式，得到了十分广泛的应用。消息可以被保存在队列中，直到被接收者取出，由于消息发送者不需要同步等待消息接收者的响应，消息的异步接收降低了系统集成的耦合度，提升了分布式系统协作的效率，使得系统能够更快地响应用户，提供更高的吞吐。

当系统处于峰值压力时，分布式消息队列还能够作为缓冲，削峰填谷，缓解集群的压力，避免整个系统被压垮。垂直化的搜索引擎在分布式系统中是一个非常重要的角色，它既能够满足用户对于全文检索、模糊匹配的需求，解决数据库like查询效率低下的问题，又能够解决分布式环境下，由于采用分库分表，或者使用NoSQL数据库，导致无法进行多表关联或者进行复杂查询的问题。

包括网络、硬件、 *** 作系统、数据库参数和应用程序。

数据库的优化通常可以通过对网络、硬件、 *** 作系统、数据库参数和应用程序的优化来进行。最常见的优化手段就是对硬件的升级。

根据统计，对网络、硬件、 *** 作系统、数据库参数进行优化所获得的性能提升，全部加起来只占数据库系统性能提升的40%左右，其余的60%系统性能提升来自对应用程序的优化。许多优化专家认为，对应用程序的优化可以得到80%的系统性能的提升。

数据库性能优化法则归纳为5个层次：

1、  减少数据访问（减少磁盘访问）

2、  返回更少数据（减少网络传输或磁盘访问）

3、  减少交互次数（减少网络传输）

4、  减少服务器CPU开销（减少CPU及内存开销）

5、  利用更多资源（增加资源）

由于每一层优化法则都是解决其对应硬件的性能问题，所以带来的性能提升比例也不一样。传统数据库系统设计是也是尽可能对低速设备提供优化方法，因此针对低速设备问题的可优化手段也更多，优化成本也更低。

任何一个SQL的性能优化都应该按这个规则由上到下来诊断问题并提出解决方案，而不应该首先想到的是增加资源解决问题。

参考资料来源：百度百科--数据库系统优化

对于CC攻击，其防御必须采用多种方法，而这些方法本质上也是在提高服务器的并发能力。

1、服务器垂直扩展和水平扩容

资金允许的情况下，这是最简单的一种方法，本质上讲，这个方法并不是针对CC攻击的，而是提升服务本身处理并发的能力，但确实提升了对CC攻击的承载能力。垂直扩展：是指增加每台服务器的硬件能力，如升级CPU、增加内存、升级SSD固态硬盘等。水平扩容：是指通过增加提供服务的服务器来提升承载力。上述扩展和扩容可以在服务的各个层级进行，包括：应用服务器、数据库服务器和缓存服务器等等。

2、数据缓存

对于服务中具备高度共性，多用户可重用，或单用户多次可重用的数据，一旦从数据库中检索出，或通过计算得出后，最好将其放在缓存中，后续请求均可直接从缓存中取得数据，减轻数据库的检索压力和应用服务器的计算压力，并且能够快速返回结果并释放进程，从而也能缓解服务器的内存压力。要注意的是，缓存不要使用文件形式，可以使用redis、mem-cached等基于内存的nosql缓存服务，并且与应用服务器分离，单独部署在局域网内。局域网内的网络IO肯定比起磁盘IO要高。为了不使局域网成为瓶颈，千兆网络也是有必要的。

3、页面静态化

与数据缓存一样，页面数据本质上也属于数据，常见的手段是生成静态化的html页面文件，利用客户端浏览器的缓存功能或者服务端的缓存服务，以及CDN节点的缓冲服务，均可以降低服务器端的数据检索和计算压力，快速响应结果并释放连接进程。

4、用户级别的调用频率限制

不管服务是有登陆态还是没登陆态，基于session等方式都可以为客户端分配唯一的识别ID，服务端可以将sid存到缓存中。当客户端请求服务时，如果没有带SID，则由服务端快速分配一个并返回。可以的话，本次请求可以不返回数据，或者将分配SID独立出业务服务。当客户端请求时带了合法SID，便可以依据SID对客户端进行频率限制。而对于SID非法的请求，则直接拒绝服务。相比根据IP进行的频率限制，根据SID的频率限制更加精准可控，可最大程度地避免误杀情况。

5、IP限制

最后，IP限制依然可以结合上述规则一起使用，但是可以将其前置至)JCb层的防火墙或负载均衡器上去做，并且可以调大限制的阈值，防止恶意访问穿透到应用服务器上，造成应用服务器压力。

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