12306大型系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮思路

插話:系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷迭代的過(guò)程朗恳,在迭代過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并修復(fù)問(wèn)題,這是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程蔚叨,目前沒(méi)有什么完美架構(gòu)銀彈床蜘,場(chǎng)景、時(shí)間不同蔑水,即使相同的需求系統(tǒng)設(shè)計(jì)也會(huì)不同邢锯。
但是如果設(shè)計(jì)系統(tǒng)前,能有一些好的基礎(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力搀别,能夠讓你在未來(lái)更容易達(dá)到一個(gè)比較滿意的目標(biāo)
一個(gè)好的設(shè)計(jì)要做到丹擎,解決現(xiàn)有的需求和問(wèn)題,把控實(shí)現(xiàn)和進(jìn)度的風(fēng)險(xiǎn)歇父,預(yù)測(cè)和規(guī)劃未來(lái)蒂培,但不要過(guò)度設(shè)計(jì),在迭代中演進(jìn)和完善

12306型系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 只是一些原則榜苫,并不是規(guī)定毁渗,可自行根據(jù)自己的業(yè)務(wù)場(chǎng)景拆分和組合

  1. 高并發(fā)原則
    1. 無(wú)狀態(tài) - 可簡(jiǎn)單理解無(wú)共享資源
    2. 服務(wù)拆分
    3. 分布式服務(wù)化
    4. 消息隊(duì)列
    5. 數(shù)據(jù)異構(gòu)
    6. 緩存銀彈
    7. 并發(fā)話
  2. 高可用原則
    1. 降級(jí)
    2. 限流
    3. 切流量
    4. 可回滾
  • 無(wú)狀態(tài):可簡(jiǎn)單理解無(wú)共享資源,如果設(shè)計(jì)的應(yīng)用是無(wú)狀態(tài)的单刁,那么應(yīng)用比較容易進(jìn)行水平擴(kuò)展。像數(shù)據(jù)源這種就是有狀態(tài)的,這時(shí)可通過(guò)配置文件或配置中心指定羔飞,方便應(yīng)用水平擴(kuò)展
  • 服務(wù)拆分:一般剛開(kāi)始用戶量不大的時(shí)候肺樟,為了快速開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù),基本所有的功能都是在一個(gè)系統(tǒng)中逻淌,當(dāng)隨著業(yè)務(wù)快速發(fā)展么伯,用戶量漸漸增多,系統(tǒng)越來(lái)越龐大卡儒,快速迭代就變得越來(lái)越不現(xiàn)實(shí)了田柔,有時(shí)候?yàn)榱碎_(kāi)發(fā)一個(gè)小功能,可能會(huì)造成牽一發(fā)動(dòng)全身骨望,因此就需要進(jìn)行服務(wù)拆分硬爆,一般拆分的考慮維度如下幾種
    • 系統(tǒng)維度:按照系統(tǒng)功能/業(yè)務(wù)拆分
    • 功能維度:對(duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行功能再拆分。比如:抽獎(jiǎng)系統(tǒng)可以拆分為后臺(tái)創(chuàng)建獎(jiǎng)品系統(tǒng)擎鸠、獎(jiǎng)品發(fā)放系統(tǒng)等
    • 讀寫(xiě)維度:根據(jù)讀寫(xiě)比例拆分缀磕。比如商品系統(tǒng),可以拆分成商品讀服務(wù)劣光,商品寫(xiě)服務(wù)袜蚕,不同的服務(wù)設(shè)計(jì)不同
    • AOP維度:根據(jù)訪問(wèn)特征,按照AOP進(jìn)行拆分绢涡。比如牲剃。商品詳情頁(yè)可以分為CDN、頁(yè)面渲染系統(tǒng)
    • 模塊維度:按照基礎(chǔ)或者代碼維護(hù)特征進(jìn)行拆分雄可。代碼結(jié)構(gòu)一般按照三層架構(gòu)(Web凿傅、Service、DAO)進(jìn)行拆分
  • 分布式服務(wù)化:
  • 消息隊(duì)列:使用消息隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)解耦滞项、異步處理狭归、流量削峰/緩沖等
  • 數(shù)據(jù)異構(gòu):
    • 數(shù)據(jù)異構(gòu):訂單分庫(kù)分表使用訂單ID做分片策略,這時(shí)有通過(guò)用戶ID進(jìn)行查詢文判,每次都要對(duì)所有表進(jìn)行查詢并聚合數(shù)據(jù)过椎,效率太低,可通過(guò)數(shù)據(jù)異構(gòu)解決戏仓,耦合一份數(shù)據(jù)使用用戶ID做分片策略疚宇,簡(jiǎn)單就是用數(shù)據(jù)耦合的方式解決該問(wèn)題
    • 數(shù)據(jù)閉環(huán):當(dāng)一個(gè)頁(yè)面需要查詢10幾個(gè)接口才能完整的顯示,可以通過(guò)將這10幾個(gè)接口的數(shù)據(jù)聚合起來(lái)存儲(chǔ)赏殃,這樣前端只需要調(diào)用一次即可完成展示
  • 緩存銀彈:
    • 瀏覽器端緩存
    • APP客戶端緩存
    • CDN緩存
    • 接入層緩存
    • 應(yīng)用層緩存
    • 分布式緩存
  • 并發(fā)化:比如一個(gè)接口中需要調(diào)用很多個(gè)接口敷待,盡量將這些接口并行化,而不是串行調(diào)用
  • 降級(jí):降級(jí)思路如下:
    • 開(kāi)關(guān)集中化管理
    • 可降級(jí)的多級(jí)讀服務(wù):比如服務(wù)抵用降級(jí)只讀本地緩存仁热、只讀分布式緩存榜揖、只讀默認(rèn)降級(jí)數(shù)據(jù)
    • 開(kāi)關(guān)前置化:比如可以在前端請(qǐng)求時(shí)就消減流量
    • 業(yè)務(wù)降級(jí):保障核心接口,將一些非核心接口直接關(guān)閉或者不處理
  • 限流:限流的目的是防止惡意請(qǐng)求流量、惡意攻擊举哟、或者防止流量超出系統(tǒng)的峰值思劳。可參考如下思路-越早限流越好
    • 惡意請(qǐng)求的流量只訪問(wèn)到cache
    • 對(duì)于穿透到后端的應(yīng)用流量可以考慮使用一些 limit 的技術(shù)
    • 對(duì)于惡意IP可使用nginx 進(jìn)行屏蔽
  • 切流量:
    • DNS
    • HttpDNS
    • LVS/HaProxy
    • Nginx
  • 可回滾:當(dāng)程序或者數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)妨猩,如果有版本化機(jī)制潜叛,那么就可以通過(guò)回滾恢復(fù)到最近一個(gè)正確的版本,比如事物回滾壶硅、代碼庫(kù)回滾威兜、部署版本回滾、數(shù)據(jù)版本回滾庐椒、靜態(tài)資源版本回滾等椒舵。通過(guò)回滾機(jī)制可保證系統(tǒng)某些場(chǎng)景下的高可用

設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)多思考墨菲定律

  1. 任何事都沒(méi)有表面看起來(lái)那么簡(jiǎn)單
  2. 所有的事都會(huì)比你預(yù)計(jì)的要長(zhǎng)
  3. 可能出錯(cuò)的事總會(huì)出錯(cuò)
  4. 如果你擔(dān)心某種情況會(huì)發(fā)生扼睬,那么它就更有可能發(fā)生

系統(tǒng)劃分時(shí)逮栅,應(yīng)多思考康威定律

  1. 系統(tǒng)架構(gòu)是公司組織架構(gòu)的反映
  2. 應(yīng)該按照業(yè)務(wù)閉環(huán)進(jìn)行系統(tǒng)拆分/組織架構(gòu)劃分,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)/高內(nèi)聚/低耦合窗宇,減少溝通成本
  3. 如果溝通出現(xiàn)問(wèn)題措伐,那么就應(yīng)該考慮進(jìn)行系統(tǒng)和組織架構(gòu)的調(diào)整
  4. 在合適時(shí)機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)拆分揖曾,不要一開(kāi)始就把系統(tǒng)/服務(wù)拆分的非常細(xì)昆烁,雖然閉環(huán),但是每個(gè)人維護(hù)的系統(tǒng)多弃锐,維護(hù)成本高
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