航天信息股份有限公司高級(jí)架構(gòu)師范剛：在互聯(lián)網(wǎng)+的時(shí)代,該如何應(yīng)對(duì)系統(tǒng)變革

創(chuàng)新互聯(lián)堅(jiān)持“要么做到，要么別承諾”的工作理念，服務(wù)領(lǐng)域包括：網(wǎng)站建設(shè)、做網(wǎng)站、企業(yè)官網(wǎng)、英文網(wǎng)站、手機(jī)端網(wǎng)站、網(wǎng)站推廣等服務(wù)，滿足客戶于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的懷寧網(wǎng)站設(shè)計(jì)、移動(dòng)媒體設(shè)計(jì)的需求，幫助企業(yè)找到有效的互聯(lián)網(wǎng)解決方案。努力成為您成熟可靠的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)合作伙伴！

來(lái)自航天信息股份有限公司的范剛分享了在多年實(shí)踐中對(duì)于系統(tǒng)改造重構(gòu)的總結(jié)與思考。在互聯(lián)網(wǎng)+的背景之下，很多架構(gòu)師們面對(duì)的是層出不窮的需求、不斷更新迭代的新技術(shù)以及滿身補(bǔ)丁，讓開(kāi)發(fā)運(yùn)維無(wú)比頭大的老舊系統(tǒng)。是繼續(xù)縫縫補(bǔ)補(bǔ)還是推倒重來(lái)？何去何從，范剛給出了漸進(jìn)式改造、優(yōu)化與維護(hù)并行，平臺(tái)與重構(gòu)并重的答案。很多老舊系統(tǒng)都面臨著體系老舊，業(yè)務(wù)繁雜，代碼耦合度高的問(wèn)題，所謂的漸進(jìn)式改造，就是在保持系統(tǒng)功能不變的情況下，將業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)雍图夹g(shù)支撐平臺(tái)解耦，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)拥哪K化，最終”像更換零件一樣更新系統(tǒng)”。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中，在進(jìn)行系統(tǒng)改造的同時(shí)，必須滿足新的業(yè)務(wù)需求，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題范剛給出的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)是優(yōu)化與維護(hù)并行：由改造組進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，維護(hù)組滿足業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)優(yōu)化跟隨業(yè)務(wù)版本上線，快速迭代小步快跑，便于系統(tǒng)優(yōu)化階段性效果的驗(yàn)證，也可以有效避免大版本切換的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。而平臺(tái)與重構(gòu)并重是技術(shù)支撐平臺(tái)和業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)拥膬?yōu)化同時(shí)展開(kāi)，平臺(tái)組完成技術(shù)架構(gòu)的調(diào)研選型、基礎(chǔ)平臺(tái)、公共組件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)；業(yè)務(wù)組根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行模塊劃分，結(jié)合業(yè)務(wù)需求制定項(xiàng)目計(jì)劃，完成漸進(jìn)式重構(gòu)改造。最后結(jié)合項(xiàng)目實(shí)例，總結(jié)得到軟件重構(gòu)的七步曲（圖1）。

圖1 軟件重構(gòu)七步曲

搜狗的商業(yè)平臺(tái)架構(gòu)師劉建：搜狗的商業(yè)平臺(tái)基礎(chǔ)架構(gòu)演化實(shí)踐

劉建以搜狗的商業(yè)平臺(tái)基礎(chǔ)架構(gòu)為例，向我們完整的展示了一個(gè)系統(tǒng)從ALL-IN-ONE的初始階段一步步演化成為一個(gè)高性能、高可用、高可擴(kuò)展的成熟系統(tǒng)。搜狗的商業(yè)平臺(tái)的架構(gòu)演化分為初始階段、水平化、服務(wù)化和流式計(jì)算4個(gè)階段（圖2）。

初始階段，業(yè)務(wù)優(yōu)先，快速迭代，但隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的迅速擴(kuò)張，數(shù)據(jù)庫(kù)健康度低，訪問(wèn)超時(shí)等問(wèn)題日益凸顯。 在水平化階段，通過(guò)計(jì)算水平化和存儲(chǔ)水平化，成功解決了系統(tǒng)性能和存儲(chǔ)問(wèn)題，計(jì)算水平化的難點(diǎn)在于狀態(tài)的處理，理想的設(shè)計(jì)是獨(dú)立存儲(chǔ)中間狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的無(wú)狀態(tài)化；而在進(jìn)行存儲(chǔ)水平化設(shè)計(jì)時(shí)，則需要更多的關(guān)注數(shù)據(jù)源的遷移成本，搜狗的商業(yè)平臺(tái)是通過(guò)自研的數(shù)據(jù)庫(kù)分庫(kù)分表框架Compass實(shí)現(xiàn)平滑遷移。 在服務(wù)化階段，通過(guò)優(yōu)化解耦實(shí)現(xiàn)資源私有化，服務(wù)接口化和模塊獨(dú)立化，有效降低了團(tuán)隊(duì)之間的溝通協(xié)作成本。搜狗的商業(yè)平臺(tái)的服務(wù)化基礎(chǔ)框架Polaris，是在Thrift基礎(chǔ)之上增加了認(rèn)證，授權(quán)，監(jiān)控，失效重連和負(fù)載均衡等機(jī)制自研形成。 為了更好的服務(wù)客戶，引入了kafka + storm + pump + Binlog Tunnel的流式計(jì)算框架，流式系統(tǒng)在設(shè)計(jì)選型時(shí)需要充分考慮消息順序性，消息重復(fù)和消息丟失問(wèn)題，必要時(shí)可以進(jìn)行雙路比對(duì)，降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

最后值得一提的是，搜狗的商業(yè)平臺(tái)最近開(kāi)源了嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)分庫(kù)分表框架Compass，遵循標(biāo)準(zhǔn)的DataSource接口，支持分庫(kù)分表、讀寫(xiě)分離和負(fù)載均衡，可屏蔽底層數(shù)據(jù)源差異，支持方便的數(shù)據(jù)源遷移和擴(kuò)容縮容，并能夠進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)源健康度監(jiān)控。

圖2搜狗的商業(yè)平臺(tái)基礎(chǔ)架構(gòu)演化

餓了么創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)部副總監(jiān)程軍: 餓了么整體架構(gòu)

餓了么技術(shù)體系是典型的業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)，業(yè)務(wù)量的爆發(fā)式增長(zhǎng)推動(dòng)整體架構(gòu)不斷向前演化。餓了么經(jīng)歷了單機(jī)時(shí)代、集群時(shí)代、SOA時(shí)代（圖3）的演進(jìn)過(guò)程。為解決性能問(wèn)題，核心gateway使用F5代替了HAProxy。在SOA過(guò)程中，對(duì)于核心服務(wù)采用數(shù)據(jù)庫(kù)按領(lǐng)域拆分、熱數(shù)據(jù)緩存、異步消息通知和服務(wù)降級(jí)的策略，有效的應(yīng)對(duì)流量洪峰。在數(shù)據(jù)庫(kù)方面，餓了么自研了數(shù)據(jù)中間件DAL，實(shí)現(xiàn)了MySQL的連接池、分庫(kù)分表、讀寫(xiě)分離、查詢拒絕等功能。引入Service Orchestrator實(shí)現(xiàn)前后端分離，提高系統(tǒng)并發(fā)度、縮短響應(yīng)時(shí)間。另外餓了么的核心服務(wù)是基于Python 構(gòu)建，也為我們提供了一個(gè)用python架構(gòu)支持高并發(fā)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的一個(gè)范例。

圖3餓了么整體架構(gòu)

小米科技的架構(gòu)師張濤：小米網(wǎng)架構(gòu)變遷實(shí)踐

來(lái)自小米科技的張濤，分享了小米網(wǎng)的架構(gòu)變遷以及架構(gòu)選型的一些思考。為應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)的迅猛增長(zhǎng)，小米網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)做了如下的演進(jìn)優(yōu)化：對(duì)DB按系統(tǒng)拆分，做到水平可擴(kuò)展；系統(tǒng)調(diào)用關(guān)系由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)優(yōu)化為星狀結(jié)構(gòu)，引入MQ，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)解耦；縱向來(lái)看，把系統(tǒng)劃分為調(diào)度層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層三層結(jié)構(gòu)，功能明確，接口清晰；引入Cobar解決浪涌導(dǎo)致的高壓。如何在架構(gòu)設(shè)計(jì)層面提高效率，降低成本，小米網(wǎng)的做法是抽象基礎(chǔ)服務(wù)和基礎(chǔ)組建，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，提升服務(wù)質(zhì)量；按照“業(yè)務(wù)縱切，平臺(tái)橫切”的方案，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的模塊化和基礎(chǔ)服務(wù)的平臺(tái)化。另外張濤還介紹了小米網(wǎng)的特色技術(shù)，包括流量控制架構(gòu)、通用緩存框架MCC、異步消息推送服務(wù)Notify、庫(kù)存設(shè)計(jì)和智能調(diào)撥算法、虛擬化和云服務(wù)、監(jiān)控和異常、安全策略、SOA等。其中MCC采用的是Twemproxy+redis成熟緩存方案，并考慮了數(shù)據(jù)熱加載，業(yè)務(wù)隔離，多機(jī)房災(zāi)備等問(wèn)題而形成的通用緩存框架；告警量爆炸也是大中型互聯(lián)網(wǎng)公司的常見(jiàn)問(wèn)題，對(duì)此小米給出的建議是：區(qū)分異常和告警，只有滿足一定頻度或數(shù)量的異常才能升級(jí)為告警，而所有告警必須處理；小米網(wǎng)的SOA框架如下圖4 所示，框架選型是基于Thrift實(shí)現(xiàn)RPC核心功能，基于etcd完成服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、failover、框架支持多語(yǔ)言環(huán)境，研發(fā)可以用很小的成本快速搭建RPC服務(wù)。

圖4小米SOA框架

途牛旅游網(wǎng)研發(fā)總監(jiān)高健：途牛網(wǎng)站無(wú)線架構(gòu)變遷

途牛旅游網(wǎng)的高健從服務(wù)化的推進(jìn)、多機(jī)房異地部署、性能優(yōu)化和APP客戶端技術(shù)4個(gè)方面介紹了途牛無(wú)線架構(gòu)的演進(jìn)。在服務(wù)化方面，通過(guò)引入MQ實(shí)現(xiàn)服務(wù)的異步化，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的分庫(kù)分表實(shí)現(xiàn)高性能的并發(fā)計(jì)算，通過(guò)引入NoSQL、MySQL異構(gòu)同步機(jī)制，Unix域通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算（圖5），并通過(guò)注冊(cè)中心和監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的高可用性和高可維護(hù)性。多機(jī)房異地部署面臨的問(wèn)題是專線不穩(wěn)定和數(shù)據(jù)同步延遲過(guò)大，因此對(duì)于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的數(shù)據(jù)可以采用應(yīng)用層雙寫(xiě)的方案。在性能優(yōu)化部分，途牛采用Codis進(jìn)行熱數(shù)據(jù)緩存，并且自研了緩存更新系統(tǒng)BWT和監(jiān)控系統(tǒng)OSS，保障Codis的易用性和平穩(wěn)運(yùn)行。而在APP技術(shù)方面，采用插件式開(kāi)發(fā)框架，模塊之間相互獨(dú)立，降低耦合度；使用靜態(tài)化資源，提升響應(yīng)速度；引入alibaba的AndFix框架，實(shí)現(xiàn)熱修復(fù)。

圖5途牛分布式計(jì)算架構(gòu)

快的打車架構(gòu)師王小雪：快的打車架構(gòu)實(shí)踐

快的架構(gòu)師王小雪完整的回顧了快的打車架構(gòu)演化過(guò)程，從最開(kāi)始的功能基本可用，到核心鏈路優(yōu)化，再到體系化架構(gòu)設(shè)計(jì)。在核心鏈路優(yōu)化階段面臨的主要問(wèn)題是LBS查詢性能瓶頸和長(zhǎng)連接服務(wù)不穩(wěn)定，直接影響到快的核心業(yè)務(wù)，問(wèn)題的原因更多地涉及實(shí)現(xiàn)層面的細(xì)節(jié)：比如MongoDB早期版本全庫(kù)鎖的問(wèn)題，頻繁內(nèi)存拷貝的問(wèn)題，超時(shí)管理算法效率的問(wèn)題，考驗(yàn)著架構(gòu)師問(wèn)題快速定位的能力。而在體系化架構(gòu)設(shè)計(jì)階段則是更為全局和宏觀的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，包括：系統(tǒng)分布式改造、無(wú)線開(kāi)發(fā)平臺(tái)、日志收集檢索系統(tǒng)、實(shí)時(shí)計(jì)算與監(jiān)控和數(shù)據(jù)層改造等。其中系統(tǒng)分布式改造的技術(shù)選型是dubbo+RocketMQ，實(shí)現(xiàn)服務(wù)之間的接口化和異步化；日志收集和檢索系統(tǒng)主要功能是實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的快速定位，技術(shù)選型是log4j + flume + elasticsearch的組合，單個(gè)請(qǐng)求的鏈?zhǔn)秸{(diào)用關(guān)系通過(guò)flag進(jìn)行串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的問(wèn)題追蹤和定位；快的的實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)目標(biāo)是提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，技術(shù)選型是較為通用的RocketMQ+storm+HBase，RocketMQ為storm和HBase提供流量平滑功能，HBase在使用時(shí)根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景避免update操作，提升性能；在數(shù)據(jù)源改造（圖6）的基本思路是用HBase查詢代替Mysql的SQL查詢，其中最核心的技術(shù)點(diǎn)是Mock Mysql Slave，從mysql master得到binlog數(shù)據(jù)通過(guò)MQ同步到HBase、HDFS等異構(gòu)存儲(chǔ)介質(zhì)之上，另外HBase的二級(jí)索引也是一個(gè)社區(qū)比較熱門(mén)的話題，快的的方法是在客戶端插入二級(jí)索引，相比Coprocessor的方案可更好的兼容HBase批量插入操作。

圖6 統(tǒng)一數(shù)據(jù)同步方案

58同城系統(tǒng)架構(gòu)師孫玄：58同城高性能移動(dòng)Push推送平臺(tái)架構(gòu)演進(jìn)之路

孫玄介紹了58移動(dòng)Push從單平臺(tái)、多平臺(tái)，再到高性能平臺(tái)的演進(jìn)過(guò)程。58最先提供的是iOS的Push服務(wù)，iOS不允許service后臺(tái)常駐，因此APSN幾乎是IOS Push的唯一選擇，單平臺(tái)階段，58搭建了iOS Provider平臺(tái)和APSN對(duì)接，提供了證書(shū)驗(yàn)證、連接池、錯(cuò)誤處理等功能。隨著移動(dòng)流量的爆發(fā)，多終端，多APPs，多策略的業(yè)務(wù)需求，推動(dòng)Push進(jìn)入多平臺(tái)階段。關(guān)于Android推送，58采用的是自研Android Provider和第三方Push平臺(tái)對(duì)接的方案；采用抽象公共邏輯，統(tǒng)一封裝接口的方式解決需求多樣化，邏輯復(fù)雜化的問(wèn)題，提升開(kāi)發(fā)效率。高性能階段則重點(diǎn)解決的是Push性能和穩(wěn)定性的問(wèn)題，在性能優(yōu)化方面，搭建IOS/Android統(tǒng)一的push平臺(tái)（圖7），并通過(guò)Push的并行化，異步化提升整體性能；關(guān)于穩(wěn)定性的討論主要是集中在Android終端，根據(jù)不同機(jī)型選擇不同的Push通道，也可以根據(jù)策略選擇失敗重試機(jī)制。

圖7 58同城移動(dòng)Push架構(gòu)

騰訊高級(jí)工程師徐漢彬：QQ會(huì)員活動(dòng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)演變

來(lái)自騰訊的徐漢彬以會(huì)員活動(dòng)為背景介紹了AMS的架構(gòu)演變。QQ活動(dòng)運(yùn)營(yíng)的特點(diǎn)是活動(dòng)多、周期短、個(gè)性化強(qiáng)而且過(guò)期作廢。人力成本極為有限和層出不窮的業(yè)務(wù)需求是需要解決的主要矛盾，這里徐漢彬給出答案是構(gòu)建高效的運(yùn)營(yíng)開(kāi)發(fā)模式，整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)從上至下分為前端層、CGI層和服務(wù)層，前端層提供基礎(chǔ)組件，CGI實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，服務(wù)層提供平臺(tái)支撐，通過(guò)活動(dòng)配置文件實(shí)現(xiàn)前端邏輯和后端服務(wù)的自由組合（圖8），使產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)同學(xué)可以獨(dú)立完成活動(dòng)發(fā)布。除此之外，系統(tǒng)的性能、可用性和安全性也是架構(gòu)師需要考慮的問(wèn)題。性能優(yōu)化方面，AMS引入NoSQL優(yōu)化增查改刪的性能；并采用了帶版本號(hào)的CAS樂(lè)觀鎖機(jī)制提升高頻操作的并發(fā)度，從而支撐了5w+/s的秒殺活動(dòng)。對(duì)于可用性從架構(gòu)設(shè)計(jì)和多維度運(yùn)維監(jiān)控兩個(gè)方面來(lái)保證，架構(gòu)設(shè)計(jì)層面充分考慮了水平擴(kuò)容、failover、過(guò)載保護(hù)、服務(wù)降級(jí)等問(wèn)題；在運(yùn)維監(jiān)控角度，建立多通道，多維度的監(jiān)控告警機(jī)制，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)響應(yīng)線上問(wèn)題。關(guān)于安全體系，AMS采用了技術(shù)手段、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、安全支撐體系多管騎下的思路，程度上保障業(yè)務(wù)安全。

其實(shí)這里有一個(gè)可以引申開(kāi)來(lái)的話題——科技公司的工具文化，有種比較激進(jìn)的觀點(diǎn)是用最優(yōu)秀的人才來(lái)開(kāi)發(fā)工具，提升整個(gè)團(tuán)隊(duì)，整個(gè)公司的效率，徐漢彬的分享也從一個(gè)側(cè)面展示了技術(shù)工具的強(qiáng)大威力。

圖8騰訊AMS自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)體系

總結(jié)

聽(tīng)了上述一線架構(gòu)大牛的分享，收獲良多，同時(shí)也頗有感觸。

全棧架構(gòu)。從本次架構(gòu)會(huì)場(chǎng)的分享涵蓋了從基礎(chǔ)架構(gòu)到業(yè)務(wù)形態(tài)，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到持續(xù)交付，從安全、監(jiān)控到虛擬化技術(shù)，從版本迭代到項(xiàng)目投入產(chǎn)出比等諸多領(lǐng)域。本質(zhì)上，架構(gòu)師的職責(zé)就是充分評(píng)估業(yè)務(wù)，人員，成本等要素在技術(shù)層面上保障服務(wù)的順利落地，穩(wěn)定運(yùn)行并適時(shí)推動(dòng)平滑升級(jí)，期間遇到的所有技術(shù)的問(wèn)題都是架構(gòu)師需要直面的。既是新業(yè)務(wù)新技術(shù)的探路者，又是掃清線上系統(tǒng)瓶頸的急先鋒，架構(gòu)師的擔(dān)子，不輕。 趨同存異。一天的分享中，服務(wù)化、分庫(kù)分表、異步、分布式、安全、監(jiān)控等這些高頻詞反復(fù)出現(xiàn)，說(shuō)明架構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則和架構(gòu)師們關(guān)注點(diǎn)是趨同的，甚至各自系統(tǒng)架構(gòu)演化到不同階段遇到的瓶頸和應(yīng)對(duì)的舉措也是驚人的相似。當(dāng)然也有不同，比如安全，有些場(chǎng)景下關(guān)注的業(yè)務(wù)安全，有些則更關(guān)注數(shù)據(jù)安全；比如數(shù)據(jù)一致性，有些場(chǎng)景要求強(qiáng)一致性，有些只需關(guān)注最終一致性。而其實(shí)也正是業(yè)務(wù)場(chǎng)景的差異給了架構(gòu)師們展示自己聰明才智的舞臺(tái)。 擁抱變化。從分享的主題來(lái)看，變化、變遷、演化，主線是一個(gè)“變”字。業(yè)務(wù)量的迅猛增長(zhǎng)會(huì)倒逼架構(gòu)的優(yōu)化和升級(jí)，快的和餓了么是典型的例子。而新技術(shù)出現(xiàn)也會(huì)推動(dòng)架構(gòu)的變革，比如服務(wù)化可以提升開(kāi)發(fā)效率，降低協(xié)作成本；比如流式計(jì)算，可以改善用戶體驗(yàn)甚至是引導(dǎo)用戶需求。無(wú)論是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)還是技術(shù)驅(qū)動(dòng)，架構(gòu)師都需要做的就是時(shí)刻擁抱變化，成為一個(gè)敏銳的觀察者，技術(shù)航線的引領(lǐng)者和架構(gòu)的實(shí)踐者。

作者介紹：么剛，搜狗的商業(yè)平臺(tái)架構(gòu)師，主要負(fù)責(zé)海量數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)和計(jì)算，解決分布式、高并發(fā)、強(qiáng)一致性等帶來(lái)的技術(shù)難題及挑戰(zhàn)，保障系統(tǒng)的健壯性，高性能和高可用性。

分享名稱：一線互聯(lián)網(wǎng)公司的架構(gòu)實(shí)踐
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