后端技术大全（69个点）！

系统开发

1. 高内聚/低耦合

高内聚指一个软件模块是由相关性很强的代码组成，只负责一项任务，也就是常说的单一责任原则。模块的内聚反映模块内部联系的紧密程度。

模块之间联系越紧密，其耦合性就越强，模块的独立性则越差。模块间耦合高低取决于模块间接口的复杂性、调用的方式及传递的信息。一个完整的系统，模块与模块之间，尽可能的使其独立存在。通常程序结构中各模块的内聚程度越高，模块间的耦合程度就越低。

2. 过度设计

过度设计就是进行了过多的面向未来的设计或者说把相对简单的事情想复杂了，过度追求模块化、可扩展性、设计模式等，为系统增加了不必要的复杂度。

3. 过早优化

过早指的不是在开发过程的早期，而是在还没弄清楚需求未来的变化的走向的时候。你的优化不仅可能导致你无法很好地实现新的需求，而且你对优化的预期的猜测有可能还是错的，导致实际上你除了把代码变复杂以外什么都没得到。

正确的方法是，先有质量地实现你的需求，写够testcase，然后做profile去找到性能的瓶颈，这个时候才做优化。

4. 重构 (Refactoring)

重构（Refactoring）就是通过调整程序代码改善软件的质量、性能，使其程序的设计模式和架构更趋合理，提高软件的扩展性和维护性。

5. 破窗效应

又称破窗理论，破窗效应（Broken windows theory）是犯罪学的一个理论。此理论认为环境中的不良现象如果被放任存在，会诱使人们仿效，甚至变本加厉。一幢有少许破窗的建筑为例，如果那些窗不被修理好，可能将会有破坏者破坏更多的窗户。最终他们甚至会闯入建筑内，如果发现无人居住，也许就在那里定居或者纵火。

应用在软件工程上就是，一定不能让系统代码或者架构设计的隐患有冒头的机会，否则随着时间的推移，隐患会越来越重。反之，一个本身优质的系统，会让人不由自主的写出优质的代码。

6. 互不信任原则

指在程序运行上下游的整个链路中，每个点都是不能保证绝对可靠的，任何一个点都可能随时发生故障或者不可预知的行为，包括机器网络、服务本身、依赖环境、输入和请求等，因此要处处设防。

7. 持久化 (Persistence)

持久化是将程序数据在临时状态和持久状态间转换的机制。通俗的讲，就是临时数据（比如内存中的数据，是不能永久保存的）持久化为持久数据（比如持久化至数据库或者本地磁盘中，能够长久保存）。

8. 临界区

临界区用来表示一种公共资源或者说是共享数据，可以被多个线程使用，但是每一次，只能有一个线程使用它，一旦临界区资源被占用，其他线程要想使用这个资源，就必须等待。

9. 阻塞/非阻塞

阻塞和非阻塞通常形容多线程间的相互影响。比如一个线程占用了临界区资源，那么其它所有需要这个资源的线程就必须在这个临界区中进行等待，等待会导致线程挂起。这种情况就是阻塞。此时，如果占用资源的线程一直不愿意释放资源，那么其它所有阻塞在这个临界区上的线程都不能工作。而非阻塞允许多个线程同时进入临界区。

10. 同步/异步

通常同步和异步是指函数/方法调用方面。

同步就是在发出一个函数调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回。异步调用会瞬间返回，但是异步调用瞬间返回并不代表你的任务就完成了，他会在后台起个线程继续进行任务，等任务执行完毕后通过回调callback或其他方式通知调用方。

11. 并发/并行

并行(parallel)指在同一时刻，有多条指令在多个处理器上同时执行。所以无论从微观还是从宏观来看，二者都是一起执行的。

并发(concurrency)指在同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果，但在微观上并不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行。

架构设计

1. 高并发 (High Concurrency)

由于分布式系统的问世，高并发（High Concurrency）通常是指通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求。通俗来讲，高并发是指在同一个时间点，有很多用户同时的访问同一 API 接口或者 Url 地址。它经常会发生在有大活跃用户量，用户高聚集的业务场景中。

2. 高可用 (High Availability)

高可用HA（High Availability）是分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，一个系统经过专门的设计，以减少停工时间，而保持其服务的高度可用性。

3. 读写分离

为了确保数据库产品的稳定性，很多数据库拥有双机热备功能。也就是，第一台数据库服务器，是对外提供增删改业务的生产服务器；第二台数据库服务器，主要进行读的操作。

4. 冷备/热备

冷备：两个服务器，一台运行，一台不运行做为备份。这样一旦运行的服务器宕机，就把备份的服务器运行起来。冷备的方案比较容易实现，但冷备的缺点是主机出现故障时备机不会自动接管，需要主动切换服务。

热备：即是通常所说的active/standby方式，服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写。当active服务器出现故障的时候，通过软件诊测（一般是通过心跳诊断）将standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。当一台服务器宕机后，自动切换到另一台备用机使用。

5. 异地多活

异地多活一般是指在不同城市建立独立的数据中心，“活”是相对于冷备份而言的，冷备份是备份全量数据，平时不支撑业务需求，只有在主机房出现故障的时候才会切换到备用机房，而多活，是指这些机房在日常的业务中也需要走流量，做业务支撑。

6. 负载均衡 (Load Balance)

负载均衡，是对多台服务器进行流量分发的负载均衡服务。可在多个实例间自动分配应用程序的对外服务能力，通过消除单点故障提升应用系统的可用性，让您实现更高水平的应用程序容错能力，从而无缝提供分配应用程序流量所需的负载均衡容量，为您提供高效、稳定、安全的服务。

7. 动静分离

动静分离是指在web服务器架构中，将静态页面与动态页面或者静态内容接口和动态内容接口分开不同系统访问的架构设计方法，进而提升整个服务访问性能和可维护性。

8. 集群

单台服务器的并发承载能力总是有限的，当单台服务器处理能力达到性能瓶颈的时，将多台服务器组合起来提供服务，这种组合方式称之为集群，集群中每台服务器就叫做这个集群的一个“节点”，每个节点都能提供相同的服务，从而成倍的提升整个系统的并发处理能力。

9. 分布式

分布式系统就是将一个完整的系统按照业务功能拆分成很多独立的子系统，每个子系统就被称为“服务”，分布式系统将请求分拣和分发到不同的子系统，让不同的服务来处理不同的请求。在分布式系统中，子系统独立运行，它们之间通过网络通信连接起来实现数据互通和组合服务。

10. CAP理论

CAP理论，指的是在一个分布式系统中，Consistency(一致性)、Availability(可用性)、Partition Tolerance(分区容错性)，不能同时成立。

• 一致性：它要求在同一时刻点，分布式系统中的所有数据备份都相同或者都处于同一状态。
• 可用性：在系统集群的一部分节点宕机后，系统依然能够正确的响应用户的请求。
• 分区容错性：系统能够容忍节点之间的网络通信的故障。

简单的来说，在一个分布式系统中，最多能支持上面的两种属性。但显然既然是分布式注定我们是必然要进行分区，既然分区，我们就无法百分百避免分区的错误。因此，我们只能在一致性和可用性去作出选择。

在分布式系统中，我们往往追求的是可用性，它的重要性比一致性要高，那么如何实现高可用，这里又有一个理论，就是 BASE 理论，它给 CAP 理论做了进一步的扩充。

11. BASE理论

BASE 理论指出：

• Basically Available（基本可用）
• Soft state（软状态）
• Eventually consistent（最终一致性）

BASE 理论是对 CAP 中的一致性和可用性进行一个权衡的结果，理论的核心思想就是：我们无法做到强一致，但每个应用都可以根据自身的业务特点，采用适当的方式来使系统达到最终一致性。

12. 水平扩展/垂直扩展

水平扩展 Scale Out通过增加更多的服务器或者程序实例来分散负载，从而提升存储能力和计算能力。另外，搜索公众号编程技术圈后台回复“商城”，获取一份惊喜礼包。

垂直扩展 Scale Up 提升单机处理能力。

垂直扩展的方式又有两种：

• （1）增强单机硬件性能，例如：增加CPU核数如32核，升级更好的网卡如万兆，升级更好的硬盘如SSD，扩充硬盘容量如2T，扩充系统内存如128G;
• （2）提升单机软件或者架构性能，例如：使用Cache来减少IO次数，使用异步来增加单服务吞吐量，使用无锁数据结构来减少响应时间；

13. 平行扩容

与水平扩展类似。集群服务器中的节点均为平行对等节点，当需要扩容时，可以通过添加更多节点以提高集群的服务能力。一般来说服务器中关键路径（如服务器中的登录、支付、核心业务逻辑等）都需要支持运行时动态平行扩容。

14. 弹性扩容

指对部署的集群进行动态在线扩容。弹性扩容系统可以根据实际业务环境按照一定策略自动地添加更多的节点（包括存储节点、计算节点、网络节点）来增加系统容量、提高系统性能或者增强系统可靠性，或者同时完成这三个目标。

15. 状态同步/帧同步

状态同步：状态同步是指服务器负责计算全部的游戏逻辑，并且广播这些计算的结果，客户端仅仅负责发送玩家的操作，以及表现收到的游戏结果。

特征：状态同步安全性高，逻辑更新方便，断线重连快，但是开发效率较低，网络流量随游戏复杂度增加，服务器需要承载更大压力。

帧同步：服务端只转发消息，不做任何逻辑处理，各客户端每秒帧数一致，在每一帧都处理同样的输入数据。

特征：帧同步需要保证系统在相同的输入下，要有相同的输出。帧同步开发效率高，流量消耗低而且稳定，对服务器的压力非常小。但是网络要求高，断线重连时间长，客户端计算压力大。

网络通信

1. 连接池

预先建立一个连接缓冲池，并提供一套连接使用、分配、管理策略，使得该连接池中的连接可以得到高效、安全的复用，避免了连接频繁建立、关闭的开销。

2. 断线重连

由于网络波动造成用户间歇性的断开与服务器的连接，待网络恢复之后服务器尝试将用户连接到上次断开时的状态和数据。

3. 会话保持

会话保持是指在负载均衡器上的一种机制，可以识别客户端与服务器之间交互过程的关连性，在作负载均衡的同时还保证一系列相关连的访问请求都会分配到一台机器上。用人话来表述就是：在一次会话过程中发起的多个请求都会落到同一台机器上。

4. 长连接/短连接

通常是指TCP的长连接和短连接。长连接就是建立TCP连接后，一直保持这个连接，一般会中间彼此发送心跳来确认对应的存在，中间会做多次业务数据传输，一般不会主动断开连接。短连接一般指建立连接后，执行一次事务后（如：http请求），然后就关掉这个连接。

5. 流量控制/拥塞控制

流量控制防止发送方发的太快，耗尽接收方的资源，从而使接收方来不及处理。