.net - 处理服务中传入请求的体系结构

Question

我正在为一个项目设计服务器守护程序，该项目必须处理大量并发请求并异步处理它们。我知道这样一个项目的规模很大，但是我对此很认真，并在进一步进行之前试图做出清晰的设计和计划。

这是我的目标清单：


可伸缩性-必须能够将架构并行化到多个处理器甚至多个服务器上。
能够应付大量并行连接。
如果单个请求需要很长时间才能处理，则决不能引起阻塞问题。
请求响应周转时间必须最短。
围绕.NET框架构建（将使用C＃编写）


我提出的架构和流程相当复杂，因此以下是我的初始设计的图表：



（以及here it is on tinypic，以防其大小调整不正确）

这个想法是，请求是通过网络传入的（尽管我还没有决定TCP还是UDP是最好的），然后立即传递给高速负载均衡器。然后，负载均衡器使用加权随机数生成器选择一个请求队列（RQ）来放置请求。权重是从每个队列的大小得出的。使用加权RNG而不是仅将请求放入最不繁忙的队列中的原因是，它可以防止空的但阻塞的队列（由于挂起的请求）锁定整个服务器。如果所有RQ都超过一定大小，则负载平衡器将丢弃请求，并将“服务器太忙”响应放入输出队列（OPQ）-此部分未在图中显示。

每个队列对应一个线程，该线程的相似性设置为服务器上的一个CPU内核。这些线程是并行请求处理器的一部分，并行处理器处理来自每个队列的请求。这些请求分为以下三种类型之一：


立即-顾名思义，立即处理立即请求。
可延迟-可延迟请求被认为是低优先级。在低负载期间将立即对其进行处理，如果负载较高，则将它们放入延迟请求队列（DRQ）中。负载平衡器从DRQ中提取这些延迟的请求，将它们标记为立即请求，然后将它们放回适当的RQ中。
定时-定时请求连同其目标时间戳一起放入定时请求队列（TRQ）。这些请求通常是另一个请求的结果，而不是由客户端显式发送的。当超过请求时间戳时，下一个可用的请求处理器线程将使用它并对其进行处理。


处理请求时，可以从内存中的键/值对缓存，键/值对缓存或磁盘上或从专用SQL数据库服务器中获取数据。缓存的值将是BSON，索引将是一个字符串。我正在考虑使用Dictionary<T1,T2>在内存中实现此功能，并为磁盘缓存使用btree（或类似功能）。

处理完成后创建响应，并将其放入输出队列（OPQ）中。然后，循环将消耗来自OPQ的响应，并将其通过网络发送回客户端。如果OPQ达到其最大大小的80％，则将暂停四分之一的请求处理器线程。如果OPQ达到其最大大小的90％，则将暂停一半的请求处理器线程。如果OPQ达到其最大大小，则所有请求处理器线程都将暂停。这将通过信号量来实现，该信号量还应防止单个请求处理器线程被阻塞并留下陈旧的请求。

我在寻找一些方面的建议：


我错过了此体系结构的主要缺陷吗？
出于性能原因，我是否应该考虑更改任何内容？
TCP或UDP更适合请求吗？拥有TCP提供的“交付证明”将非常有用，但是UDP的轻量级特性也很有吸引力。
在Windows Server上处理100k +并发连接时，是否需要考虑一些特殊的考虑？我知道Linux的TCP堆栈处理得很好，但是我不太确定Windows的情况。
我还有其他问题要问吗？我忘了考虑什么吗？


我知道要阅读的内容很多，可能要问的也很多，所以感谢您的宝贵时间。

图here的更新版本。

Answer 1

您也可以考虑以下几点：


故障转移。您可以设计一种在可能的服务崩溃时持久保留请求的方法，以便即使在服务重启后，所有待处理的请求也将得到处理
错误队列。 （也称为Dead Letter Channel模式）
Pipes and Filters。通过提供这样的功能，您将获得服务的高度灵活性和可扩展性
请求确认。在某个预定义的时间间隔中，客户端向服务发送了一个请求，等待将CorrelationId设置为初始RequestId的Ack消息，这样，如果客户端未收到特定请求，则服务可以通知客户端已接收到特定请求并将其放入入站队列中。接收刚刚发送的请求的确认-它可以重新发送该请求或将其标记为失败。


PS：我也建议伟大的书“ Enterprise Integration Patterns”