热点数据更新导致CPU100%的解决方案

桃扇骨 2023-10-14 14:03 55阅读 0赞

在平常的工作中，更新数据是再正常不过的一个需求了，我们只需要执行一个update语句即可，如果有必要我们还可以加上事务来保证数据的可靠性

但是如果这是一个热点数据，就比如说直播下单，如果这个商品很火爆，价格又很低，那么就会有很多人下单，这种下单不像秒杀，秒杀是有限制数量，但是这种直播下单是不限量的，可以同时有很多人在下单，这时候用户来下单，那么首先就要判断库存是否足够，如果有库存，那么就更新库存。

这时候，这个库存就成了热点数据，因为如果有几万人同时下单，那么就会导致同时有几万个线程来更新这个库存数据。这时候我们的CPU就会瞬间达到100%。就有可能出现一些异常情况，导致用户下单业务受到影响

我们可以使用本地数据库，加上jmeter来进行压测，因为之前一次压测，我把公司测试数据库都搞崩了，所以这里没有展示cpu信息了。大家可以自己进行压测，然后使用top命令来查看cpu的信息

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## 为什么会导致CPU飙升 ##

这时候就要谈到MySql的行锁了。在我们执行一条update语句的时候，这时候MySql会开启一个事务，并且对这条记录进行加锁。在这个线程没有释放资源以前，其它线程进来要更新就只能等待。但是这并不是导致CPU飙升的原因。

我们知道MySql是有一个死锁检测的机制，也就是说，当一个线程去更新记录的时候，首先要判断是否会发生死锁，如果发生死锁，就会主动回滚某一个事务，让其释放资源，让其它事务得以继续运行。

所以这时候问题就来了，如果这时候有1000个线程，那么每个线程都要去判断是否会发生死锁，也就是要每一个线程都要跟其它线程进行一个死锁的判断。那么这个时间复杂度就是O(n2), 也就是有1000 \* 1000 = 1000000，100万次的死锁判断，就是因为有了这个死锁检测，所以才导致CPU飙升。

那么有什么办法去解决嘛？当然是有的

## 解决方案- 分而治之 ##

我们可以采用分而治之的思想去解决这个问题。比如我们现在有1万个库存，那么我们可以搞10台服务器，也就是10台MySql服务器。每台服务器上都只放1000个库存，这样我们就可以将压力分摊在这10台服务器。

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这时候很多人会问，即使分摊给多台服务器，那么MySql的压力还是很大呀。

是的，所以在高并发的写场景下，我们不建议使用MySql，而是使用缓存数据库，比如Redis

这时候我们将所有的库存都放在一个redis中，为了保证数据的可靠性，我们还是用了主从备份，甚至是redis集群等。但是用户下单的都是同一个商品，也就是说所有用户来访问都只会是访问同一个redis节点

即使你使用了redis这种缓存数据库，当并发量上来，redis还是会扛不住的

所以我们需要使用redis的分片技术，也就是将库存分摊到多个redis节点。跟MySql一样，也搞10台redis服务。这样就可以将压力分摊到10个redis节点上

## 流量分摊思路 ##

假设我们现在就有10台MySql服务器。那么如何将用户流量分摊到这10台服务器呢？

我们知道，用户下单那么订单里面肯定会有一个用户ID，所以我们可以对用户ID进行取模，这样就可以将用户流量分摊到每台服务器上

但是这时候又会有一个问题，如果这时候第一台MySql的库存很快就没有了，其它MySql上还有库存

这时候如果这个用户到MySql-1上发现没有库存了，这时候我们可以让他到MySql-2服务器上，以此类推，直到有库存返回即可

当然使用redis的思路也是如此

## 总结 ##

在平常工作中，如果碰到大数据量，或者大流量的时候，分而治之是一个很好的解决思路，将数据或者流量分摊，以此来减轻每台服务器的压力

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