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高并发系统性能核心：TPS、QPS与并发数详解及关系解析

发表于 9 小时前 | 查看: 2| 回复: 0

高并发是大型系统架构设计的核心考量之一，它指的是系统在同一时间段内，能够同时处理大量用户请求的能力。这一能力是互联网应用（如电商秒杀、在线直播、即时通讯与支付系统）性能与稳定性的基石。

理解“高并发”不能停留于表面，它并非一个孤立的数值，而是一个由多个关键指标共同描述的系统状态。要深入掌握其内涵，必须厘清QPS、TPS和并发数这三个核心概念及其内在联系。

高并发描述了系统处理并行请求的宏观能力。当海量用户在同一时刻或极短时间内发起操作时，系统能否快速、正确地响应，是衡量其高并发处理能力的关键。这直接关系到用户体验和业务承载力。

高并发示意图

TPS，即每秒事务数，是衡量系统业务处理吞吐量的关键指标。一个“事务”通常代表一个完整的业务操作流程，可能包含多个子步骤。

TPS示意图

例如，用户完成一次“下单支付”事务，后台可能依次执行：查询商品库存、锁定库存、创建订单、扣减用户余额、更新订单状态等多个数据库操作。这整个链条的成功完成，才算作一个有效TPS。

如果系统在1秒内成功处理了10,000个这样的下单请求，那么该系统的下单业务TPS就是10,000。TPS更侧重于从业务完成度的视角评估系统效率。

QPS，即每秒查询率，主要用于衡量系统每秒能够响应的请求次数。它更偏向于接口或服务调用的层面。

QPS示意图

例如，一个商品查询接口在1秒内被调用了50,000次，那么该接口的QPS就是50,000。

需要注意的是，高QPS并不等同于系统具备高并发处理能力。如果每个请求的处理时间很长，即使QPS很高，系统也可能因堆积大量未完成的请求而崩溃。QPS常用于评估Web服务器、API网关或数据库的请求处理容量。

并发数是指在某一具体时刻，系统中同时处于“正在处理”或“等待处理”状态的请求数量。它反映了系统瞬时的负载压力。

并发数示意图

并发数可以从不同维度衡量：

并发连接数：指服务器同时维护的TCP连接数量，例如一台Web服务器当前与10,000个客户端保持连接。
并发用户数：指在业务层面，同时在线并进行操作的用户数量。例如，在秒杀活动开始瞬间，约有10,000名用户同时点击“立即购买”按钮，此时的并发用户数约为10,000。

QPS/TPS：体现的是吞吐率（Throughput），是单位时间内的处理“速率”。QPS侧重请求/查询，TPS侧重完整事务。
并发数：体现的是瞬时负载（Load），是某个“时间点”的存量压力。
关系：在理想且系统稳定的情况下，QPS ≈ 并发数 / 平均响应时间。三者相互关联，共同刻画了系统在高负载下的性能全貌。优化高并发系统，本质上就是在平衡与提升这些指标。