推送集群与业务集群解耦，复杂计算每秒只算一次
《即时通讯架构核心技术》第 23 篇：100W 用户实时通知，如何降低数据库压力。
继续答星球水友提问：交易数据频繁变化，如何做缓存与推送，如何降低数据库压力？
并没有做过相关的业务，结合自己的架构经验，说说自己的思路和想法，希望对大家有启示。
业务抽象
1. 有很多客户端关注交易，假设百万级别；
2. 数据量不一定很大，上市交易的股票个数，假设万级别；
3. 写的量比较大，每秒钟有很多交易发生，假设每秒百级别；
4. 计算比较复杂，有求和/分组/排序等操作；
潜在技术折衷
客户端与服务端连接如何选型？
首先，交易客户端与服务器建立TCP长连接，而不是每次请求都建立与销毁短连接，能极大提升性能，降低服务器压力。
业务的实时性如何满足？
交易业务，对数据实时性的要求较高，服务端可以通过TCP长连接推送，保证消息的实时性。
由于推送量级巨大，可以独立推送集群，专门实施推送。推送集群独立化之后，增加推送服务器数量，就可以线性提升推送能力。
如上图所示，假设有100W用户接收实时推送：
1. 搭建专门的推送集群，维护与客户端的tcp长连接，实时推送；
2. 每台推送服务维护10W长连接，10台推送服务即可服务100W用户；
3. 推送集群与业务集群之间，通过MQ解耦，推送集群只单纯的推送消息，无任何业务逻辑计算，推送消息的内容，都是业务集群计算好的；
推送服务最大的瓶颈是，如何将一条消息，最快的推送给与之连接的10W个客户端？
1. 如果消息量不大，例如几秒钟一个消息，可以开多线程，例如100个线程，并发推送；
对应水友提到的，如果量不大，可以成交一笔推送一笔。
2. 如果消息量过大，例如一秒钟几百个消息，可以将消息暂存一秒，批量推送；
对应水友提到的，如果消息量巨大，批量推送是很好的方法。
数据量，写入量，扩展性如何满足？
股票个数较少，数据量不是瓶颈。
流水数据写入量，每秒百级别，甚至千级别，数据库写性能也不是瓶颈，理论上一个库可以扛住。
假如每秒写入量达到万级别，可以在数据库层面实施水平切分，将不同股票的流水拆到不同水平切分的库里去，就能线性增加数据库的写入量。
水平拆分后，同一个股票，数据在同一个库里，不同股票，可能在不同的库里，理论上不会有跨库查询的需求。
如果每秒写入量达到十万，百万级别，还可以加入MQ缓冲请求，削峰填谷，保护数据库。
无论如何，根据本业务的数据量与写入量，单库应该是没有问题的。
复杂的业务逻辑操作，如何满足？
本业务的写入量不大，但读取量很大，肯定不能每个读取请求都sum/group by/order by，这样数据库肯定扛不住。
水友已经想到了，可以用缓存来降低数据库的压力，但担心”随着时间的推移，这个偏差势必会慢慢放大”。
关于缓存的一致性的放大，可以这么搞：
1. 做一个异步的线程，每秒钟访问一次数据库，将复杂的业务逻辑计算出来，放入高可用缓存；
2. 所有的读请求不再耦合业务逻辑计算，都直接从高可用缓存读结果；
如此一来，复杂业务逻辑的计算，每秒钟只会有一次。
带来的问题是，一秒内可能有很多流水写入数据库，但不会实时的反应到缓存里，用户最差情况下，会读到一秒前的交易数据。
无论如何，这是一个性能与一致性的设计折衷。
上面的所有方案，都是基于在线客户量级巨大，推送消息巨大的前提下，采用推送方案。很多时候，工程师都会妄加猜测，把问题想得很复杂，把方案搞得很复杂。
如果在线用户量很小，用户能够接受的交易时延较长（例如5s），完全可以采用轮询拉取方案：
1. 取消整个推送集群与MQ集群；
2. 交易数据，异步线程每1s写入高可用缓存一次；
3. 客户端每5s轮询拉取最新的交易数据，都只从缓存中拉取；
搞定！
反正，肯定不能每个读请求都sum/group by/order by扫库计算，这个是最需要优化的。
总结
1. 长连接比短连接性能好很多倍；
2. 推送量巨大时，推送集群需要与业务集群解耦；
3. 推送量巨大时，并发推送与批量推送是一个常见的优化手段；
4. 写入量巨大时，水平切分能够扩容，MQ缓冲可以保护数据库；
5. 业务复杂，读取量巨大时，加入缓存，定时计算，能够极大降低数据库压力；
高并发推送，架构设计要点，你学废了吗？
检验一下
推送、削峰、缓存都齐了。回到 2016 年，看一套完整平台是怎么搭起来的——第 24 篇，通用实时消息平台架构细节（QCon 2016）。
知其然，知其所以然。思路比结论更重要。