隨著業(yè)務(wù)的復(fù)雜性增大、系統(tǒng)吞吐量增長(zhǎng)，所有功能統(tǒng)一部署難度加大家厌，各個(gè)功能模塊相互影響，使系統(tǒng)變的笨重且脆弱其爵；

因此需要對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行拆分、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行解耦伸蚯、對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部架構(gòu)升級(jí)摩渺，來(lái)提升系統(tǒng)容量及健壯性。

接下來(lái)主要分兩部分介紹：系統(tǒng)拆分與結(jié)構(gòu)演變剂邮；文章首發(fā)：公眾號(hào)java大牛愛(ài)好者

系統(tǒng)拆分

系統(tǒng)拆分從資源角度分為：應(yīng)用拆分和數(shù)據(jù)庫(kù)拆分摇幻；

從采用的先后順序可分為：水平擴(kuò)展、垂直拆分挥萌、業(yè)務(wù)拆分绰姻、水平拆分；

圖1 系統(tǒng)分解原則

1引瀑、水平擴(kuò)展

水平擴(kuò)展是最初始的解決的手段狂芋，也是系統(tǒng)遇到瓶頸的首選方案，主要從以下兩個(gè)方面擴(kuò)展：

• 應(yīng)用加實(shí)例憨栽，搞集群银酗，把系統(tǒng)吞吐量擴(kuò)上去。

• 數(shù)據(jù)庫(kù)利用主從進(jìn)行讀寫(xiě)分離徒像，數(shù)據(jù)庫(kù)其實(shí)是系統(tǒng)最應(yīng)該保護(hù)的資源。

2蛙讥、垂直拆分

垂直拆分才是真正開(kāi)始拆分系統(tǒng)锯蛀，主要是從業(yè)務(wù)功能角度拆分。如拆出用戶系統(tǒng)次慢、商品系統(tǒng)旁涤、交易系統(tǒng)等翔曲。

為了解決拆分后各個(gè)子系統(tǒng)之間相互依賴調(diào)用的問(wèn)題，這時(shí)會(huì)引入服務(wù)調(diào)用治理劈愚。

系統(tǒng)復(fù)雜度有所加大瞳遍，但系統(tǒng)基本解耦，穩(wěn)定性相對(duì)提高菌羽，做好降級(jí)就能避免因其它系統(tǒng)功能異常導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰掠械。

業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的庫(kù)也會(huì)按照對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)進(jìn)行拆分出用戶庫(kù)、商品庫(kù)注祖、交易庫(kù)等猾蒂。

3、業(yè)務(wù)拆分

業(yè)務(wù)拆分主要是針對(duì)應(yīng)用層面按功能特點(diǎn)拆分是晨，如交易拆分出：購(gòu)物車肚菠、結(jié)算頁(yè)、訂單罩缴、秒殺等系統(tǒng)蚊逢。然后根據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，針對(duì)性做處理箫章，如秒殺系統(tǒng)烙荷，由于同時(shí)參加秒殺的商品有限，可以提前把商品信息加載到JVM緩存中炉抒，自身減少外部調(diào)用提高性能奢讨，同時(shí)商品系統(tǒng)也減輕壓力。

數(shù)據(jù)庫(kù)拆分也可以分為幾步：垂直分表焰薄、垂直分庫(kù)拿诸、水平分表、水平分庫(kù)分表塞茅；

垂直分表是指大表拆多張小表亩码，可以根據(jù)字段更新或查詢頻次拆分；

圖2 商品表拆分

垂直分庫(kù)是指按業(yè)務(wù)拆庫(kù)野瘦，如拆出訂單庫(kù)描沟、商品庫(kù)、用戶庫(kù)等

水平分表是解決數(shù)據(jù)量大鞭光，把一張表拆成多張表吏廉；

水平分庫(kù)分表是更進(jìn)一步拆分表；

圖3 分庫(kù)分表

4惰许、水平拆分

服務(wù)分層席覆，系統(tǒng)服務(wù)積木化，拆分功能與非功能系統(tǒng)汹买，以及業(yè)務(wù)組合的系統(tǒng)佩伤，如最近比較火的大中臺(tái)或前臺(tái)拆分聊倔；

中臺(tái)為積木組件，承擔(dān)服務(wù)功能輸出生巡。前臺(tái)更多的是組合積木服務(wù)耙蔑，及時(shí)響應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展，如在電商網(wǎng)站單品頁(yè)能看見(jiàn)主圖孤荣、價(jià)格甸陌、庫(kù)存、優(yōu)惠券或推薦等信息垃环，都是組合各積木組件呈現(xiàn)邀层。

數(shù)據(jù)庫(kù)也可以進(jìn)行冷熱數(shù)據(jù)分離；

過(guò)期或過(guò)季商品可以歸檔遂庄，比如諾基亞3210手機(jī)寥院，早已經(jīng)停產(chǎn)且沒(méi)有銷售；

用戶查看訂單時(shí)涛目，更多的只是查看最近1秸谢、2年信息，2年前數(shù)據(jù)查看量少霹肝，在存儲(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)可以區(qū)別處理估蹄。

結(jié)構(gòu)演變

結(jié)構(gòu)演變主要是隨著系統(tǒng)復(fù)雜度增加及對(duì)性能要求提高而不得不做的系統(tǒng)內(nèi)部架構(gòu)升級(jí)；

早期系統(tǒng)基本是應(yīng)用直聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)沫换，但在系統(tǒng)進(jìn)行拆分后臭蚁，功能本系統(tǒng)不能單獨(dú)完成，需要依賴其它系統(tǒng)讯赏，就出現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)用垮兑；

圖4 早期應(yīng)用結(jié)構(gòu)

隨著自身系統(tǒng)的業(yè)務(wù)發(fā)展，對(duì)性能要求高漱挎，而數(shù)據(jù)庫(kù)一定程度上成為瓶頸系枪，就會(huì)引入緩存及索引，分別解決key-value及復(fù)雜檢索磕谅；

索引加緩存現(xiàn)在已經(jīng)成為解決高并發(fā)的基本方案私爷，但在實(shí)施過(guò)程會(huì)有所區(qū)別；

14年對(duì)3億熱數(shù)據(jù)的系統(tǒng)升級(jí)時(shí)膊夹，技術(shù)選型為solr+redis衬浑，考慮到數(shù)據(jù)量過(guò)大，數(shù)據(jù)在solr中只存index放刨，而結(jié)果只存并返回主鍵id嚎卫，再通過(guò)id從redis中讀取數(shù)據(jù)，redis也不存放全部數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)設(shè)置過(guò)期時(shí)間拓诸，若未命中redis，回源數(shù)據(jù)庫(kù)查詢并反寫(xiě)redis麻昼；

主要考慮資源與性能的平衡奠支，solr的存儲(chǔ)減少及IO性能提高，結(jié)果數(shù)據(jù)只在redis存放一份抚芦，redis的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)運(yùn)行大部分是熱數(shù)據(jù)倍谜；

當(dāng)然現(xiàn)在也流行ES+Hbase組合。

圖5 增加緩存及索引

對(duì)于頻繁使用的數(shù)據(jù)叉抡，從集中緩存讀取尔崔，不一定達(dá)到性能要求，可以考慮把數(shù)據(jù)入JVM緩存褥民，如類目信息季春，類目是電商系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量不多消返，調(diào)用量大载弄；

個(gè)別情況下，使用ThreadLocal做線程內(nèi)緩存也是種有效手段撵颊，但需要考慮數(shù)據(jù)清除及有效性宇攻；

在修改商品信息時(shí)，業(yè)務(wù)對(duì)商品信息的校驗(yàn)有名稱長(zhǎng)度倡勇、狀態(tài)逞刷、庫(kù)存及各業(yè)務(wù)模式等，而為了參數(shù)的統(tǒng)一校驗(yàn)方法參數(shù)為商品編號(hào)妻熊，導(dǎo)致各校驗(yàn)方法都需要讀取一次商品夸浅，使用線程緩存可以解決該問(wèn)題，性能提高了盡20ms固耘，讀取商品每分鐘減少近萬(wàn)次题篷；

圖6 增加本地緩存

有時(shí)所依賴系統(tǒng)性能不太穩(wěn)定，避免出現(xiàn)因第三方系統(tǒng)影響系統(tǒng)厅目，把依賴的服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)閉環(huán)番枚，與Dao一樣當(dāng)成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源；

如商品系統(tǒng)強(qiáng)依賴商家系統(tǒng)的商家信息服務(wù)损敷，若商家服務(wù)不穩(wěn)定葫笼，商品系統(tǒng)一半服務(wù)都不穩(wěn)定，采取對(duì)商家信息緩存一份拗馒，降低外部風(fēng)險(xiǎn)路星，把風(fēng)險(xiǎn)控制在自己手上；

圖7 遠(yuǎn)程服務(wù)進(jìn)化成數(shù)據(jù)源

用戶體驗(yàn)最近越來(lái)越重視，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間性能要求也越來(lái)越高洋丐，異步化是很好的一種選擇：消息中間件呈昔；電商下單就是個(gè)很好的案例，在用戶點(diǎn)擊下單時(shí)友绝，服務(wù)端不直接保存數(shù)據(jù)堤尾，給訂單系統(tǒng)發(fā)送消息，就直接返回支付頁(yè)面迁客，在用戶支付過(guò)程中郭宝，訂單系統(tǒng)異步進(jìn)行數(shù)據(jù)保存；

業(yè)務(wù)層掷漱、數(shù)據(jù)層的范圍越來(lái)越寬泛粘室，業(yè)務(wù)層可以分為基礎(chǔ)服務(wù)與組合服務(wù)；數(shù)據(jù)層分為數(shù)據(jù)源與索引緩存卜范；

依賴的技術(shù)或中間件需要有效的結(jié)合衔统，用于解決系統(tǒng)所遇到各種問(wèn)題。

圖8 復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

最后

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)慢慢變復(fù)雜先朦，穩(wěn)定性缰冤、健壯性逐漸提高；

技術(shù)選擇都需要結(jié)合業(yè)務(wù)痛點(diǎn)喳魏、技術(shù)儲(chǔ)備以及資源情況棉浸，否則就有些不切實(shí)際，泛泛而談刺彩；

以上是近幾年自己經(jīng)歷的技術(shù)變革及升級(jí)的總結(jié)迷郑，后續(xù)可以針對(duì)個(gè)別點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分享。

作者：徐賢軍创倔，京東系統(tǒng)架構(gòu)師嗡害，從事架構(gòu)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作，熟悉各種開(kāi)源軟件架構(gòu)畦攘。在Web開(kāi)發(fā)霸妹、架構(gòu)優(yōu)化上有較豐富實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷。

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