軟件可擴展性:來自星巴克的經(jīng)驗

【編者按】本文作者 Weronika ?abaj 是Particular Software的開發(fā)人員匙奴。她專注于通過軟件提供業(yè)務(wù)價值叙赚,探索新模式怨咪,應(yīng)對挑戰(zhàn)乏矾。在星巴克孟抗,她總是點中杯焦糖瑪奇朵。

文章系國內(nèi) ITOM 管理平臺 OneAPM 編譯呈現(xiàn)钻心,以下為正文:

星巴克通過擴展運營機制和勞動力凄硼,避免了較長的顧客等待時間。無獨有偶捷沸,開發(fā)人員也可以這樣做摊沉!

2004年,Gregor Hohpe發(fā)表了一篇很棒的文章——“Starbucks Does Not Use Two-Phase Commit.(星巴克不相信兩階段提交) ”當(dāng)筆者在閱讀時痒给,突然想到自己大學(xué)時在星巴克的工作經(jīng)歷说墨。多年以來,我逐漸意識到程序員也可以從這家著名咖啡連鎖企業(yè)學(xué)到更多苍柏。

很多開發(fā)人員都想構(gòu)建可擴展軟件尼斧,但實際操作中卻很難實現(xiàn)。當(dāng)我們在處理各類任務(wù)時试吁,經(jīng)常會陷入某種陷阱棺棵,認(rèn)為每項工作都同等重要,需要同等的資源熄捍,并應(yīng)當(dāng)根據(jù)預(yù)先定義的順序同步完成烛恤。

事實證明其并非如此——至少在可擴展系統(tǒng)中并非如此,在星巴克也并非如此余耽。

如何制作咖啡

在星巴克缚柏,制作咖啡涉及四個步驟。首先宾添,顧客排隊船惨,在柜臺點單,依據(jù)先到先服務(wù)原則缕陕。第二粱锐,員工(咖啡師)幫顧客下單,并接受付款扛邑。第三怜浅,開始準(zhǔn)備飲品。第四,當(dāng)飲品制作完成后恶座,將其放在吧臺上搀暑,并呼叫顧客姓名。

盡管整個模式聽起來非常合理跨琳,但卻很快會導(dǎo)致很長的隊伍自点。一位員工在同一時間,只能處理一項任務(wù)脉让,因此顧客在咖啡師按順序制作飲品時桂敛,只能排隊等候。如果想要服務(wù)更多的顧客溅潜,就需要擴展术唬。我們來看看星巴克是如何做的。

擴展咖啡師

星巴克可以選擇的擴展方式之一就是雇用“超級咖啡師”——非常能干滚澜,效率很高粗仓,非常聰明的咖啡師。 星巴克需要在他們的發(fā)展上投入巨資设捐,優(yōu)化他們工作的各個方面借浊,不斷提高他們的效率。在軟件中挡育,這種方案被稱為向上擴展(垂直擴展)巴碗。

這種擴展的問題在于朴爬,員工的工作速度(和工作時間)是有限的即寒。總有一天召噩,即使是超級咖啡師也無法滿足所有需求母赵。一旦出現(xiàn)這種狀況,顧客就會沮喪地離開店鋪具滴,可能再也不會回來凹嘲。

同樣的,我們優(yōu)化軟件的程度也是有限的构韵。我們不可能買到200 GHz的CPU周蹭。即使最大的CPU是多核的,其每個芯片的最高速率也僅在3到4 GHz疲恢。

星巴克可以采取的另一種擴展方式凶朗,是改變工作結(jié)構(gòu),添加更多的普通員工显拳,就如軟件中的并行處理棚愤。當(dāng)一位咖啡師接到訂單后,另一位就開始準(zhǔn)備。這樣宛畦,第一位咖啡師就可以處理下一個訂單瘸洛,同時第一個訂單在并行準(zhǔn)備中。

你可能會認(rèn)為次和,只有在需求量達(dá)到一定程度時反肋,才應(yīng)該考慮并行處理。事實上踏施,并不是那么簡單囚玫。不可能在我們需要的時候,就可以馬上切換到并行處理读规。我們必須事先做好準(zhǔn)備抓督。

星巴克很清楚這一點。每開設(shè)一家新的門店束亏,即便每個班次只有一位員工铃在,但是并行處理的一切從一開始就準(zhǔn)備好了。他們可以隨時增添人手碍遍。

經(jīng)驗:如果我們構(gòu)建的系統(tǒng)不支持并行處理定铜,就無法輕易實現(xiàn)并行處理。

現(xiàn)在怕敬,讓我們看看星巴克是如何實現(xiàn)這一切的揣炕。

從消息傳遞開始

如果你曾在星巴克點過咖啡,就會注意到杯子上的那些小框框里總是標(biāo)有某些符號东跪。這些符號是一種簡寫畸陡,幫助咖啡師快速了解飲品類型以及其它額外要求(例如奶油,奶泡等等)虽填。

杯子丁恭,或者信息,是員工之間溝通的基礎(chǔ)斋日。它告訴咖啡師需要制作的飲品牲览,而上面的符號提供飲品的細(xì)節(jié)。即使店內(nèi)并不忙碌恶守,而且只有一名員工服務(wù)顧客時第献,也仍然會在杯子上標(biāo)注符號。

乍看起來兔港,似乎有點多余庸毫。但是,如果突然有一大批顧客進(jìn)入店內(nèi)押框,那么后備員工能夠馬上提供幫助岔绸。無需任何額外的溝通,他們可以根據(jù)信息開始制作飲品。

經(jīng)驗:突然增長的需求并不可怕盒揉, 只要我們能夠隨時添加更多員工晋被,進(jìn)行分工。使用消息是方法之一刚盈。

分工解決

正如前文所述羡洛,整個咖啡制作流程可以由一位員工——即咖啡師完成。不過星巴克的默認(rèn)流程則是由一位員工(即收銀員)下單并接受付款藕漱,再由另一位員工(咖啡師)制作飲品欲侮。

通常來講,整個流程中速度最慢的環(huán)節(jié)就是制作咖啡肋联,這也正是為什么當(dāng)?shù)陜?nèi)很繁忙時威蕉,有多名咖啡師同時制作咖啡。他們往往會從一疊杯子中拿取杯子橄仍,平均分擔(dān)任務(wù)韧涨。而這正是“Competing Consumers(競爭消費者)”模式的體現(xiàn)。

不過在某些場景下侮繁,這種方式也可能帶來麻煩虑粥。舉例來說,有三位咖啡師共同使用一臺咖啡機與一臺星冰樂機宪哩。有三位顧客點了咖啡娩贷,而第四位則點了一杯星冰樂。下訂單的員工排列杯子锁孟,上面分別寫有對應(yīng)的符號彬祖。每位咖啡師拿取一個杯子準(zhǔn)備制作飲品。第一位開始使用咖啡機制作飲品時罗岖,其他兩位只能等待涧至。

我們可以通過分工,來避免這種狀況桑包。一種方式就是對信息進(jìn)一步細(xì)化,分類處理纺非。例如哑了,我們都知道星巴克會利用杯子上的信息來表示需要準(zhǔn)備的飲品類型。但是烧颖,這套系統(tǒng)還區(qū)分熱飲和冷飲:熱飲使用紙杯弱左,冷飲使用塑料杯。當(dāng)我們接到三份熱咖啡訂單炕淮,然后再接到一份星冰樂訂單時拆火,我們有三個紙杯和一個塑料杯。第一位咖啡師從紙杯中拿取一個,并開始制作们镜。第二位咖啡師看到咖啡機正在使用币叹, 因此拿取塑料杯,使用星冰樂機器模狭。這樣颈抚,就有兩杯飲品在并行制作了。

這種分工嚼鹉,使咖啡師拆分任務(wù)贩汉,并行完成,被稱為“細(xì)分”锚赤。

經(jīng)驗:事實證明匹舞,細(xì)分是有效擴展策略的一個關(guān)鍵因素。并非所有的工作都需要同等水平的擴展线脚。能快速完成的小型任務(wù)可由單一員工完成策菜,而高需求,更耗時的任務(wù)可由多位員工共同完成酒贬。通過細(xì)分又憨,我們能夠?qū)γ總€任務(wù)實現(xiàn)獨立擴展。

并非每項工作都同等重要

星巴克成功的原因之一锭吨,是對其員工進(jìn)行培訓(xùn)蠢莺,讓他們意識到記住常客的重要性零如。比如躏将,每天早上,那個為他的團隊購買兩杯超大杯美式和兩杯大杯拿鐵的男士考蕾。還有祸憋,每周三,那位點中杯焦糖瑪奇朵肖卧,并在店內(nèi)坐上一個小時讀書的女士蚯窥。

如果咖啡師在周三看見這位“中杯焦糖瑪奇朵女士”進(jìn)入店內(nèi),他們就會在她還未到達(dá)柜臺前開始準(zhǔn)備她最愛的飲品塞帐。顧客什么也不用說拦赠,就獲得了想要的飲品,肯定會很開心葵姥。收銀員已經(jīng)知道她要點什么飲品荷鼠,就可以寒暄幾句,然后接受付款榔幸。在付款完成前允乐,她的咖啡已經(jīng)準(zhǔn)備妥當(dāng)矮嫉,放在吧臺上了。

你可以無法想象牍疏,星巴克顧客中的炒浪瘢客比例非常高。為他們帶來最佳體驗是很重要的麸澜。通常挺尿,他們獲得飲品的速度要快于其他顧客。這讓他們感覺受到了重視炊邦,并鼓勵他們繼續(xù)前來编矾,也為公司帶來更多價值。

經(jīng)驗:某些任務(wù)較其它任務(wù)更為重要馁害。通過將標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)構(gòu)建成可重用的窄俏,獨立的模塊,我們可以輕松地修改流程碘菜,為更有價值的任務(wù)提供更好的服務(wù)凹蜈。

并不是所有的錯誤都值得預(yù)防

在以上所有示例中, 星巴克員工都需要在顧客獲得咖啡之前忍啸,確認(rèn)他們已經(jīng)付款仰坦。為了確保這一點,咖啡師們可以在交付咖啡之前要求顧客出示小票计雌。然而悄晃,事實上,他們沒有這樣做凿滤。

星巴克發(fā)現(xiàn)妈橄,很少有顧客會在沒有付款的情況下,去領(lǐng)取飲品翁脆。他們的分析顯示眷蚓,讓咖啡師專注于完成訂單才最重點,而不是關(guān)心偶爾丟失的咖啡反番。 如果有人碰巧拿走了你點的咖啡(通常是無心的)沙热,咖啡師會準(zhǔn)備一杯新的給你。

經(jīng)驗:要構(gòu)建可擴展系統(tǒng)恬口,我們必須接受某些無可避免的錯誤校读。要完全避免這些錯誤,代價太高祖能。我們應(yīng)該快速檢測問題,當(dāng)它們發(fā)生時蛾洛,及時彌補养铸。

總結(jié)

看似簡單的制作咖啡四步曲雁芙,演變成了一個有趣的業(yè)務(wù)流程。那些看似獨特和罕見的任務(wù)钞螟,卻是業(yè)務(wù)中的必要因素兔甘。

突然增長的需求,或錯誤鳞滨,每天都可能發(fā)生很多次洞焙。設(shè)計一個可以良好應(yīng)對這些狀況的系統(tǒng),需要考慮各種常見的情況拯啦。通常澡匪,首先想到的模型不能夠解決這些問題。另外褒链,也還需要考慮意外情況唁情。比如,取消訂單甫匹。

從星巴克的例子可以看出甸鸟,如果我們采用簡單的方案,那么業(yè)務(wù)將無法擴展兵迅,為更多顧客服務(wù)抢韭。隨著顧客數(shù)量的增加,我們的服務(wù)水平將不斷下降恍箭,最終導(dǎo)致顧客不再訪問刻恭。因此,我們必須改變工作方式季惯,滿足增長的需求吠各。最后,構(gòu)建的系統(tǒng)不僅技術(shù)上可以擴展勉抓,還可以隨著業(yè)務(wù)流程不斷擴展贾漏。

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本文轉(zhuǎn)自 OneAPM 官方博客

原文地址:https://dzone.com/articles/what-starbucks-can-teach-us-about-software-scalabi

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