Как спроектировать систему для масштабирования?php-93

1. Архитектурные подходы

Микросервисная архитектура

Разделение системы на независимые сервисы:

// Вместо монолита
class OrderController {
    public function create() {
        // Логика заказа, оплаты, доставки...
    }
}

// Разделяем на сервисы
class OrderService {
    public function create() {
        $this->paymentService->charge();
        $this->deliveryService->schedule();
    }
}

Горизонтальное масштабирование

  • Добавление одинаковых серверов
  • Использование балансировщика нагрузки (Nginx, HAProxy)

2. Базы данных

Репликация

  • Master для записи
  • Replicas для чтения
# MySQL репликация
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='master', MASTER_USER='repl';

Шардинг

Разделение данных по серверам:

// Определение шарда по user_id
$shard = $userId % 4; // 4 сервера
$connection = getShardConnection($shard);

3. Кэширование

Многоуровневое кэширование:

  1. In-memory (Redis/Memcached)
  2. CDN для статики
  3. Браузерный кэш

Пример Redis:

$cache = new RedisCache();
$data = $cache->get('key', function() {
    return $this->getExpensiveData();
});

4. Асинхронная обработка

Очереди задач:

// Вместо синхронной обработки
$order->process();

// Отправляем в очередь
Queue::push(new ProcessOrder($order));

5. Stateless дизайн

Без сохранения состояния на сервере:

  • JWT вместо сессий
  • Общие хранилища данных
// Stateless аутентификация
$token = JWT::encode(['user_id' => 123], $secret);

6. Оптимизация API

Пагинация и фильтрация:

$users = User::query()
    ->where('active', true)
    ->paginate(20);

GraphQL для гибкости:

query {
    users(first: 10) {
        edges {
            node {
                id
                name
            }
        }
    }
}

7. Мониторинг и метрики

Инструменты:

  • Prometheus + Grafana
  • New Relic
  • Sentry

Пример метрик:

# Пользовательская метрика
api_requests_total{endpoint="/orders",status="200"} 42

8. Автомасштабирование

Cloud-решения:

  • AWS Auto Scaling
  • Kubernetes HPA

Пример конфига Kubernetes:

autoscaling:
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  targetCPUUtilizationPercentage: 70

9. Оптимизация кода

Эффективные запросы:

// Плохо
foreach ($ids as $id) {
    $user = User::find($id);
}

// Хорошо
$users = User::whereIn('id', $ids)->get();

10. Резервное копирование

Стратегия 3-2-1:

  • 3 копии
  • 2 типа носителей
  • 1 вне площадки

Резюмируем:

Масштабируемая система требует комплексного подхода - от архитектурных решений до оптимизации кода. Ключевые принципы: горизонтальное масштабирование, разделение ответственности, асинхронность, эффективная работа с данными и постоянный мониторинг. Начинайте с простого, но проектируйте с учетом будущего роста.

Вопросы

Собеседования