航天信息股份有限公司高級架構師范剛：在互聯(lián)網+的時代,該如何應對系統(tǒng)變革

創(chuàng)新互聯(lián)堅持“要么做到，要么別承諾”的工作理念，服務領域包括：網站建設、做網站、企業(yè)官網、英文網站、手機端網站、網站推廣等服務，滿足客戶于互聯(lián)網時代的懷寧網站設計、移動媒體設計的需求，幫助企業(yè)找到有效的互聯(lián)網解決方案。努力成為您成熟可靠的網絡建設合作伙伴！

來自航天信息股份有限公司的范剛分享了在多年實踐中對于系統(tǒng)改造重構的總結與思考。在互聯(lián)網+的背景之下，很多架構師們面對的是層出不窮的需求、不斷更新迭代的新技術以及滿身補丁，讓開發(fā)運維無比頭大的老舊系統(tǒng)。是繼續(xù)縫縫補補還是推倒重來？何去何從，范剛給出了漸進式改造、優(yōu)化與維護并行，平臺與重構并重的答案。很多老舊系統(tǒng)都面臨著體系老舊，業(yè)務繁雜，代碼耦合度高的問題，所謂的漸進式改造，就是在保持系統(tǒng)功能不變的情況下，將業(yè)務領域層和技術支撐平臺解耦，并實現(xiàn)業(yè)務領域層的模塊化，最終”像更換零件一樣更新系統(tǒng)”。在實際的生產環(huán)境中，在進行系統(tǒng)改造的同時，必須滿足新的業(yè)務需求，對于這個問題范剛給出的經驗總結是優(yōu)化與維護并行：由改造組進行系統(tǒng)優(yōu)化，維護組滿足業(yè)務需求，系統(tǒng)優(yōu)化跟隨業(yè)務版本上線，快速迭代小步快跑，便于系統(tǒng)優(yōu)化階段性效果的驗證，也可以有效避免大版本切換的系統(tǒng)性風險。而平臺與重構并重是技術支撐平臺和業(yè)務領域層的優(yōu)化同時展開，平臺組完成技術架構的調研選型、基礎平臺、公共組件的設計和開發(fā)；業(yè)務組根據(jù)業(yè)務邏輯進行模塊劃分，結合業(yè)務需求制定項目計劃，完成漸進式重構改造。最后結合項目實例，總結得到軟件重構的七步曲（圖1）。

圖1 軟件重構七步曲

搜狗商業(yè)平臺架構師劉建：搜狗商業(yè)平臺基礎架構演化實踐

劉建以搜狗商業(yè)平臺基礎架構為例，向我們完整的展示了一個系統(tǒng)從ALL-IN-ONE的初始階段一步步演化成為一個高性能、高可用、高可擴展的成熟系統(tǒng)。搜狗商業(yè)平臺的架構演化分為初始階段、水平化、服務化和流式計算4個階段（圖2）。

初始階段，業(yè)務優(yōu)先，快速迭代，但隨著業(yè)務規(guī)模的迅速擴張，數(shù)據(jù)庫健康度低，訪問超時等問題日益凸顯。 在水平化階段，通過計算水平化和存儲水平化，成功解決了系統(tǒng)性能和存儲問題，計算水平化的難點在于狀態(tài)的處理，理想的設計是獨立存儲中間狀態(tài)，實現(xiàn)計算節(jié)點的無狀態(tài)化；而在進行存儲水平化設計時，則需要更多的關注數(shù)據(jù)源的遷移成本，搜狗商業(yè)平臺是通過自研的數(shù)據(jù)庫分庫分表框架Compass實現(xiàn)平滑遷移。 在服務化階段，通過優(yōu)化解耦實現(xiàn)資源私有化，服務接口化和模塊獨立化，有效降低了團隊之間的溝通協(xié)作成本。搜狗商業(yè)平臺的服務化基礎框架Polaris，是在Thrift基礎之上增加了認證，授權，監(jiān)控，失效重連和負載均衡等機制自研形成。 為了更好的服務客戶，引入了kafka + storm + pump + Binlog Tunnel的流式計算框架，流式系統(tǒng)在設計選型時需要充分考慮消息順序性，消息重復和消息丟失問題，必要時可以進行雙路比對，降低系統(tǒng)風險。

最后值得一提的是，搜狗商業(yè)平臺最近開源了嵌入式數(shù)據(jù)庫分庫分表框架Compass，遵循標準的DataSource接口，支持分庫分表、讀寫分離和負載均衡，可屏蔽底層數(shù)據(jù)源差異，支持方便的數(shù)據(jù)源遷移和擴容縮容，并能夠進行有效的數(shù)據(jù)源健康度監(jiān)控。

圖2搜狗商業(yè)平臺基礎架構演化

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

餓了么技術體系是典型的業(yè)務驅動，業(yè)務量的爆發(fā)式增長推動整體架構不斷向前演化。餓了么經歷了單機時代、集群時代、SOA時代（圖3）的演進過程。為解決性能問題，核心gateway使用F5代替了HAProxy。在SOA過程中，對于核心服務采用數(shù)據(jù)庫按領域拆分、熱數(shù)據(jù)緩存、異步消息通知和服務降級的策略，有效的應對流量洪峰。在數(shù)據(jù)庫方面，餓了么自研了數(shù)據(jù)中間件DAL，實現(xiàn)了MySQL的連接池、分庫分表、讀寫分離、查詢拒絕等功能。引入Service Orchestrator實現(xiàn)前后端分離，提高系統(tǒng)并發(fā)度、縮短響應時間。另外餓了么的核心服務是基于Python 構建，也為我們提供了一個用python架構支持高并發(fā)互聯(lián)網服務的一個范例。

圖3餓了么整體架構

小米科技的架構師張濤：小米網架構變遷實踐

來自小米科技的張濤，分享了小米網的架構變遷以及架構選型的一些思考。為應對業(yè)務的迅猛增長，小米網對系統(tǒng)架構做了如下的演進優(yōu)化：對DB按系統(tǒng)拆分，做到水平可擴展；系統(tǒng)調用關系由網狀結構優(yōu)化為星狀結構，引入MQ，實現(xiàn)系統(tǒng)解耦；縱向來看，把系統(tǒng)劃分為調度層、業(yè)務層、數(shù)據(jù)層三層結構，功能明確，接口清晰；引入Cobar解決浪涌導致的高壓。如何在架構設計層面提高效率，降低成本，小米網的做法是抽象基礎服務和基礎組建，節(jié)約開發(fā)成本，提升服務質量；按照“業(yè)務縱切，平臺橫切”的方案，實現(xiàn)業(yè)務的模塊化和基礎服務的平臺化。另外張濤還介紹了小米網的特色技術，包括流量控制架構、通用緩存框架MCC、異步消息推送服務Notify、庫存設計和智能調撥算法、虛擬化和云服務、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)務隔離，多機房災備等問題而形成的通用緩存框架；告警量爆炸也是大中型互聯(lián)網公司的常見問題，對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)量的異常才能升級為告警，而所有告警必須處理；小米網的SOA框架如下圖4 所示，框架選型是基于Thrift實現(xiàn)RPC核心功能，基于etcd完成服務注冊、服務發(fā)現(xiàn)、failover、框架支持多語言環(huán)境，研發(fā)可以用很小的成本快速搭建RPC服務。

圖4小米SOA框架

途牛旅游網研發(fā)總監(jiān)高健：途牛網站無線架構變遷

途牛旅游網的高健從服務化的推進、多機房異地部署、性能優(yōu)化和APP客戶端技術4個方面介紹了途牛無線架構的演進。在服務化方面，通過引入MQ實現(xiàn)服務的異步化，通過數(shù)據(jù)庫的分庫分表實現(xiàn)高性能的并發(fā)計算，通過引入NoSQL、MySQL異構同步機制，Unix域通信機制實現(xiàn)分布式計算（圖5），并通過注冊中心和監(jiān)控中心實現(xiàn)整個系統(tǒng)的高可用性和高可維護性。多機房異地部署面臨的問題是專線不穩(wěn)定和數(shù)據(jù)同步延遲過大，因此對于對實時性要求較高的數(shù)據(jù)可以采用應用層雙寫的方案。在性能優(yōu)化部分，途牛采用Codis進行熱數(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)運行。而在APP技術方面，采用插件式開發(fā)框架，模塊之間相互獨立，降低耦合度；使用靜態(tài)化資源，提升響應速度；引入alibaba的AndFix框架，實現(xiàn)熱修復。

圖5途牛分布式計算架構

快的打車架構師王小雪：快的打車架構實踐

快的架構師王小雪完整的回顧了快的打車架構演化過程，從最開始的功能基本可用，到核心鏈路優(yōu)化，再到體系化架構設計。在核心鏈路優(yōu)化階段面臨的主要問題是LBS查詢性能瓶頸和長連接服務不穩(wěn)定，直接影響到快的核心業(yè)務，問題的原因更多地涉及實現(xiàn)層面的細節(jié)：比如MongoDB早期版本全庫鎖的問題，頻繁內存拷貝的問題，超時管理算法效率的問題，考驗著架構師問題快速定位的能力。而在體系化架構設計階段則是更為全局和宏觀的設計和優(yōu)化，包括：系統(tǒng)分布式改造、無線開發(fā)平臺、日志收集檢索系統(tǒng)、實時計算與監(jiān)控和數(shù)據(jù)層改造等。其中系統(tǒng)分布式改造的技術選型是dubbo+RocketMQ，實現(xiàn)服務之間的接口化和異步化；日志收集和檢索系統(tǒng)主要功能是實現(xiàn)問題的快速定位，技術選型是log4j + flume + elasticsearch的組合，單個請求的鏈式調用關系通過flag進行串聯(lián)，實現(xiàn)分布式系統(tǒng)的問題追蹤和定位；快的的實時計算系統(tǒng)目標是提供實時準確的運營數(shù)據(jù)，技術選型是較為通用的RocketMQ+storm+HBase，RocketMQ為storm和HBase提供流量平滑功能，HBase在使用時根據(jù)業(yè)務場景避免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，其中最核心的技術點是Mock Mysql Slave，從mysql master得到binlog數(shù)據(jù)通過MQ同步到HBase、HDFS等異構存儲介質之上，另外HBase的二級索引也是一個社區(qū)比較熱門的話題，快的的方法是在客戶端插入二級索引，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)架構師孫玄：58同城高性能移動Push推送平臺架構演進之路

孫玄介紹了58移動Push從單平臺、多平臺，再到高性能平臺的演進過程。58最先提供的是iOS的Push服務，iOS不允許service后臺常駐，因此APSN幾乎是IOS Push的唯一選擇，單平臺階段，58搭建了iOS Provider平臺和APSN對接，提供了證書驗證、連接池、錯誤處理等功能。隨著移動流量的爆發(fā)，多終端，多APPs，多策略的業(yè)務需求，推動Push進入多平臺階段。關于Android推送，58采用的是自研Android Provider和第三方Push平臺對接的方案；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，邏輯復雜化的問題，提升開發(fā)效率。高性能階段則重點解決的是Push性能和穩(wěn)定性的問題，在性能優(yōu)化方面，搭建IOS/Android統(tǒng)一的push平臺（圖7），并通過Push的并行化，異步化提升整體性能；關于穩(wěn)定性的討論主要是集中在Android終端，根據(jù)不同機型選擇不同的Push通道，也可以根據(jù)策略選擇失敗重試機制。

圖7 58同城移動Push架構

騰訊高級工程師徐漢彬：QQ會員活動運營平臺的架構設計演變

來自騰訊的徐漢彬以會員活動為背景介紹了AMS的架構演變。QQ活動運營的特點是活動多、周期短、個性化強而且過期作廢。人力成本極為有限和層出不窮的業(yè)務需求是需要解決的主要矛盾，這里徐漢彬給出答案是構建高效的運營開發(fā)模式，整個系統(tǒng)架構從上至下分為前端層、CGI層和服務層，前端層提供基礎組件，CGI實現(xiàn)業(yè)務邏輯，服務層提供平臺支撐，通過活動配置文件實現(xiàn)前端邏輯和后端服務的自由組合（圖8），使產品運營同學可以獨立完成活動發(fā)布。除此之外，系統(tǒng)的性能、可用性和安全性也是架構師需要考慮的問題。性能優(yōu)化方面，AMS引入NoSQL優(yōu)化增查改刪的性能；并采用了帶版本號的CAS樂觀鎖機制提升高頻操作的并發(fā)度，從而支撐了5w+/s的秒殺活動。對于可用性從架構設計和多維度運維監(jiān)控兩個方面來保證，架構設計層面充分考慮了水平擴容、failover、過載保護、服務降級等問題；在運維監(jiān)控角度，建立多通道，多維度的監(jiān)控告警機制，確保及時發(fā)現(xiàn)響應線上問題。關于安全體系，AMS采用了技術手段、產品設計、安全支撐體系多管騎下的思路，程度上保障業(yè)務安全。

其實這里有一個可以引申開來的話題——科技公司的工具文化，有種比較激進的觀點是用最優(yōu)秀的人才來開發(fā)工具，提升整個團隊，整個公司的效率，徐漢彬的分享也從一個側面展示了技術工具的強大威力。

圖8騰訊AMS自動化運營體系

總結

聽了上述一線架構大牛的分享，收獲良多，同時也頗有感觸。

全棧架構。從本次架構會場的分享涵蓋了從基礎架構到業(yè)務形態(tài)，從系統(tǒng)設計到持續(xù)交付，從安全、監(jiān)控到虛擬化技術，從版本迭代到項目投入產出比等諸多領域。本質上，架構師的職責就是充分評估業(yè)務，人員，成本等要素在技術層面上保障服務的順利落地，穩(wěn)定運行并適時推動平滑升級，期間遇到的所有技術的問題都是架構師需要直面的。既是新業(yè)務新技術的探路者，又是掃清線上系統(tǒng)瓶頸的急先鋒，架構師的擔子，不輕。 趨同存異。一天的分享中，服務化、分庫分表、異步、分布式、安全、監(jiān)控等這些高頻詞反復出現(xiàn)，說明架構設計的基本原則和架構師們關注點是趨同的，甚至各自系統(tǒng)架構演化到不同階段遇到的瓶頸和應對的舉措也是驚人的相似。當然也有不同，比如安全，有些場景下關注的業(yè)務安全，有些則更關注數(shù)據(jù)安全；比如數(shù)據(jù)一致性，有些場景要求強一致性，有些只需關注最終一致性。而其實也正是業(yè)務場景的差異給了架構師們展示自己聰明才智的舞臺。 擁抱變化。從分享的主題來看，變化、變遷、演化，主線是一個“變”字。業(yè)務量的迅猛增長會倒逼架構的優(yōu)化和升級，快的和餓了么是典型的例子。而新技術出現(xiàn)也會推動架構的變革，比如服務化可以提升開發(fā)效率，降低協(xié)作成本；比如流式計算，可以改善用戶體驗甚至是引導用戶需求。無論是業(yè)務驅動還是技術驅動，架構師都需要做的就是時刻擁抱變化，成為一個敏銳的觀察者，技術航線的引領者和架構的實踐者。

作者介紹：么剛，搜狗商業(yè)平臺架構師，主要負責海量數(shù)據(jù)的分布式存儲和計算，解決分布式、高并發(fā)、強一致性等帶來的技術難題及挑戰(zhàn)，保障系統(tǒng)的健壯性，高性能和高可用性。

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