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分享:从100PV到1亿级PV网站架构演变

  4:基础架构

  亿级网站的基础架构是较多时间投入的一个工作,小网站一般没有中间件的概念,基础架构投入精力不多,但一样可以运行的很好。对于小网站,DB也像是一个中间件。一个亿级PV的网站,要看PV,也要看UV。这两个数字的规模对系统的技术架构挑战点是不同的。PV流过的系统和UV经过的系统路径不同,比例可能也有所不同。

  架构师需要分析这个路径,好比庖丁解牛般的分析。在合适的节点引入中间件。比如一个亿级商品量的系统,需要从商品的POST服务性能,图片存储空间,图片缩图处理服务,多语言商品信息翻译,商品信息与图片在不同系统之间同步的服务,图片CDN服务,商品信息更新的通知和提醒服务,商品搜索服务,商品统计类信息服务等不同阶段和信息模块的CRUD中引入中间件,让系统可扩展,可承受高并发。

  在合适的时间点引入中间件提升架构水平扩展能力,只是关心可扩展是不够的。基础架构不只是要关心系统的可扩展能力,还需要关心可用性。系统达到亿级PV后,每停机1分钟损失的流量都都是很大的。系统架构师预见并规划好系统容量。对于预料之外的超过容量的PV进行服务降级,限流,针对系统不可用时提供组织保障机制,用提前制定的紧急响应流程让不可用时间尽可能变短,这也是很重要的架构师职责。异地机房容灾或是同一机房的系统切换也应该有定期不定期的演习。对于不同国家之间的机房灾备,系统必须考虑机房之间的调用延迟,国内同步系统一般在10MS之内的延迟是可以接受的,对于非同步系统,延迟可适当放大,这种延迟的时间需要根据业务特性进行评估。对于中美之间的200ms级别的延迟,系统需要有合理的评估,尽可能不要有中美服务同步调用。这个200ms的延迟来自网络物理传输,来自路由器路由算法的延迟,也有来自机房本地的信息号交换过程,是刚性的,很多大型电商网站都面临这一问题的挑战。EBAY, AMAZON,alibaba和GOOGLE这类的网站架构设计时,一定会有很多系统不得不讨论这一延迟带来的系统方案区别。有时候网站会因业务原因考虑建完全独立分站,有时候会灰这种架构问题的影响考虑作单写还是双写。如果是全球机房,则这一问题会变得更复杂。数据同步和分发会是一个关键的中间件和可用性设施。

  性能是大规模网站的重要基础架构问题。网站应用层,我们关心系统的关键页面的QPS值,比如在100并发下,系统某页面能接受每秒几次正常调用;综合页面的QPS也是需要关注的,特别是当一个前台应用内的界面比较多的时候。WEB应用的QPS可以通过服务端日志中的COOKIE来回放,进行线上线下的压测来取得一个有信心的数字。前台的WEB应用原则上不要有直接的DB层访问,小规模网站者需要平衡投入产出比,有时候作一些TRADE OFF也是值得的。对于服务层的应用,一般关心TPS,因为调用都来自WEB应用系统,所以通过COOKIE回放这种调用是不可能。持久层的TPS和上两层的QPS,TPS量之间存在一个比例。多个数据库的TPS可能对应一个服务层的一个TPS。这对于系统的容量和机器的扩容估主也非常关键,需要维护这么一个状态的快照。架构师才能让这个状态时刻保持胸有成竹。发现关键资源瓶颈对于分析QPS和TPS是非常 关键的。

  服务治理除了作抽应用层服务中心的工作和JAR包之间的依赖管理之外,服务强弱依赖也是需要有一个系统来监控和管理的。随时知道一个新上的系统在依赖哪个服务,或被哪个应用依赖,这是架构师工作的必要工具。架构师从输出经验,到提供工具平台,是一个必然的过程。小网站需要一个架构师的经验快速搭建,大规模网站则不可能靠一个人的经验来进行判断,需要更多的数据采集和分析生成规则。监控系统是一个网站健康状态的指示仪。

  部署架构是网站进入10亿级规划,99.99%可用性要求下必然关注的问题。无论是EBAY还是AMAZON都在部署上有很多投入。单一的机房由于电力,机柜等问题,经常出现部署上的硬件约束;容灾与不同地区访问体验要求异地机房能提供在线同时的服务。部署上需要考虑是全机房的对称部署,或是应用不同分级的分区部署。比如持久层统一,服务层与应用层多机房对称部署;或是持久层与应用层服务层完全对称,但数据分区;这种分区需要考虑买家维度、卖家维度,或是IP区域分区,不同区生成的数据通过同步系统实现各区的最终一致。以订单为例,分区是可以让美国买家创新的订单写在美国分区数据持久层,然后异步消息生成同步任务,数据同步到卖家所在的分区。

  基础架构的工作还有很多,架构师责无庞待。if not me, who?

  5:软件工程

  架构师除了作经验,工具和代码输出之外,还需要关注工作机制的建立和人员的传帮带。发布流程,可重复使用的灰度发布ABtest方案,代码管理规范,代码开发规范,人员梯队,业务优先级判断,中间件和平台化工作推进都是每一天的日常工作。有时候帮测式工程师去搭好并维护一套测试环境,也算是本职工作。

  有些架构师被称为PM型架构师,也有被感觉像RA型的,偏咨询师型的架构,偏业务型的,偏算法型的,偏性能调优的,偏中间件和服务治理的,偏基础架构型的,这个是看网站发展阶段的需要,缺什么,作什么。关键是看架构在软件工程过程中对产品,对团队的输出是否能解决问题,拿到结果!eat what, what strong。

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