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　　一. 大流量的互聯(lián)網(wǎng)項目

　　1.項目背景

　　之前負(fù)責(zé)的一個項目，業(yè)務(wù)背景是這樣的。城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是每個城市和地區(qū)都會涉及到的，如何在基建工地中實現(xiàn)人性化管理，是當(dāng)前項目的主要訴求。該項目要實現(xiàn)如下目標(biāo)：

　　工地工人的智慧考勤：

　　考勤機通過面容做人臉識別就能打卡，工人不需要脫手套按指紋，甚至不需要卸下口罩；

　　工地安全檢測：

　　檢測某一個區(qū)域沒有戴安全帽的工人，可以快速觸發(fā)總控臺，提醒管理員監(jiān)管；

　　工地機器的工作情況：

　　統(tǒng)計工地機器是否正在工作及已經(jīng)連續(xù)工作時長，用于檢測機器是否在安全時間內(nèi)使用。

　　從上述項目背景中我們就能看出，每一個功能的實現(xiàn)都需要硬件設(shè)備來實現(xiàn)：比如人臉識別考勤機來實現(xiàn)智慧打卡，帶有人體識別功能的攝像頭來捕捉?jīng)]有戴安全帽的人員，傳感器設(shè)備來統(tǒng)計機器是否正在工作。

　　除了工地項目外，還有另一種很有意思的應(yīng)用場景，就是統(tǒng)計商場、超市的熱門門店。大家肯定很好奇，這是怎么實現(xiàn)的？——對！也是通過攝像頭。攝像頭采集進入商場的人員，不用采集到臉，只需要根據(jù)人體的形態(tài)、衣服顏色、身高等特征值來標(biāo)識一個主體。根據(jù)人體識別算法，統(tǒng)計哪些類型的人，在什么時間段，去了哪些門店。如果特征值足夠匹配，甚至還能統(tǒng)計出性別和老幼。這個應(yīng)用場景是不是非常有意思?其實，很多城市已經(jīng)在用這一套系統(tǒng)。甚至還有更有意思的應(yīng)用場景，物聯(lián)網(wǎng)早已深入生活，而IOT的項目中的流量數(shù)據(jù)是非常大的。

　　索爾為什么要說這些呢？你有沒有發(fā)現(xiàn)，其實這些都跟硬件設(shè)備有關(guān)。如果老師所在的公司是一個硬件廠商，或者是一個小B中間商，就需要知道我買的這些設(shè)備，是否都能夠正常工作。如果能有一個類似于下面這樣的數(shù)據(jù)大屏，那是不是更加完美呢？我們就是這么干的。

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　　問題來了，設(shè)備的心跳數(shù)據(jù)該多久上報一次？上報時間間隔的不同會對整個系統(tǒng)造成怎樣的影響？心跳數(shù)據(jù)怎么判斷設(shè)備是否正常？會有多少的心跳數(shù)據(jù)？

　　2.設(shè)備上報心跳的時間間隔

　　設(shè)備的上報心跳動作其實是一個很簡單的邏輯，就是上報將自己的設(shè)備key，和當(dāng)前時間封裝成一個http請求消息，發(fā)送給平臺。

　　根據(jù)當(dāng)時硬件部門的設(shè)定，不同設(shè)備的約定不同，每個設(shè)備大致會在2秒到5秒之間向平臺發(fā)送一次心跳。

　　3.如何通過心跳計算出當(dāng)前時間段設(shè)備是否正常

　　根據(jù)目前的情況，平臺收到的設(shè)備的心跳信息可以通過這張表體現(xiàn)出來：

　　這個表就是用來記錄當(dāng)前設(shè)備的最后活躍時間。那么問題來了，該怎么統(tǒng)計當(dāng)前時間段的正常設(shè)備和異常設(shè)備？多久沒有上報心跳的設(shè)備會被判定為異常設(shè)備呢？

　　心跳、服務(wù)發(fā)現(xiàn)。對！你也發(fā)現(xiàn)了，它們好像在描述同一件事情。在這里，參考了微服務(wù)中注冊中心對于服務(wù)剔除的方案。比如Nacos的服務(wù)健康檢查機制：

　　Nacos Server會開啟一個定時任務(wù)用來檢查注冊服務(wù)實例的健康情況，對于超過15秒沒有收到客戶端心跳的實例會將它的健康屬性置為false，如果某個實例超過30秒沒有收到心跳，則直接剔除該實例。

　　開啟了一個每隔30秒定時任務(wù)，去設(shè)備心跳表中統(tǒng)計今日上報心跳的設(shè)備數(shù)量，具體的sql操作如下：

　　針對于這條sql，有同學(xué)會問，為什么不直接用日期函數(shù)：

　　因為性能，使用函數(shù)會導(dǎo)致索引失效，關(guān)于SQL優(yōu)化這一塊的內(nèi)容，大家可以在MySQL優(yōu)化專題里進行學(xué)習(xí)。

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　　我們可以將統(tǒng)計到的數(shù)據(jù)，維護在redis中。也就是說，redis中維護了今日正常設(shè)備的總數(shù)，這個數(shù)據(jù)每30秒更新一次。

　　4.并發(fā)量的產(chǎn)生

　　在上一章節(jié)中我們提到，任何一個設(shè)備，都會上報其心跳到平臺，而且每個設(shè)備會每隔2到5秒左右上報一次心跳，我們試算下：

　　一臺設(shè)備：每隔3秒上報一次；

　　三十萬臺設(shè)備：每隔3秒會上報30萬次；

　　平臺：每秒接收到10萬次訪問，每天將會收到將近百億的消息。

　　可以推算出，一個平臺基本上每秒都會收到大約10萬次訪問。這樣的并發(fā)量不算大，但也不能說少，而且這樣每秒10萬的請求是持續(xù)的，這10萬的請求每秒都會來，不間斷的來，此時考驗后端接口的時刻就到了。

　　5.業(yè)務(wù)如何處理

　　后端接口做到高性能、高可用設(shè)計，我們會在之后的專題去講，這里先聊一下接口收到數(shù)據(jù)后，該如何處理。

　　很顯然，接口收到設(shè)備上報的心跳數(shù)據(jù)后，要把數(shù)據(jù)落到數(shù)據(jù)庫里。這就是具體業(yè)務(wù)要做的事，很簡單，只要落到數(shù)據(jù)庫里就可以。

　　二. 待解決的核心業(yè)務(wù)邏輯

　　1.項目模塊

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　　整個項目分成了以下幾個子項目：

　　數(shù)據(jù)大屏前端項目

　　數(shù)據(jù)大屏后端項目

　　硬件后端項目

　　硬件設(shè)備

　　Redis緩存服務(wù)器

　　MySQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

　　這些項目之間有著重要的聯(lián)系，這樣的聯(lián)系可以總結(jié)為兩點：一是數(shù)據(jù)大屏的后端為數(shù)據(jù)大屏的前端提供數(shù)據(jù)，二是硬件設(shè)備的后端供硬件設(shè)備訪問實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

　　那么問題來了，以第一點為例，后端和前端的數(shù)據(jù)交互方式是什么樣？

　　2.前后端交互方式

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　　“前端”的概念可以是多種終端的瀏覽器。部署在web服務(wù)器上的Java Web應(yīng)用程序(即“后端”)提供了供http協(xié)議訪問的web接口，也就是程序的調(diào)用入口。前端通過http協(xié)議訪問后端的web接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。比如前端通過http協(xié)議訪問后端獲取網(wǎng)絡(luò)資源的web接口，后端通過io流的方式獲得網(wǎng)絡(luò)資源并使用http協(xié)議返回給前端。這就是一個完整的前后端交互過程。

　　3.核心業(yè)務(wù)

　　如何編寫Java程序。關(guān)于Java入門及Java核心基礎(chǔ)部分的知識，老師為大家準(zhǔn)備了這一套Java核心基礎(chǔ)課程視頻非常建議剛?cè)腴T的同學(xué)好好學(xué)一遍。

　　硬件如何訪問到Java程序：

　　硬件也可以通過http協(xié)議來訪問到j(luò)ava的web接口；

　　數(shù)據(jù)存到哪：

　　打卡機等硬件生成員工的打卡數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送給后端Java程序，Java程序?qū)?shù)據(jù)保存到MySQL數(shù)據(jù)庫中。但這還不夠，因為數(shù)據(jù)大屏的前端也需要獲得數(shù)據(jù)，于是需要讓數(shù)據(jù)大屏的后端去數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)；

　　優(yōu)化點在哪里。

　　很顯然，設(shè)備的數(shù)據(jù)量非常大，勢必給數(shù)據(jù)庫造成過大的壓力。優(yōu)化點就在于如何讓數(shù)據(jù)庫更輕松一些。使用在處理能力上面非常優(yōu)秀的Redis緩存數(shù)據(jù)庫，解決數(shù)據(jù)庫的壓力。此時，與硬件對應(yīng)的后端java程序?qū)?shù)據(jù)存入到redis中，數(shù)據(jù)大屏的后端程序從redis中取出數(shù)據(jù)，展示在數(shù)據(jù)大屏前端項目中。

　　三. 核心業(yè)務(wù)代碼

　　1.供硬件訪問的后端Java程序

　　1.1 Controller