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分布式系統(tǒng)架構(gòu)實踐
五彩石項目并沒有以淘寶網(wǎng)或者淘寶商城的架構(gòu)為基礎(chǔ)進行演化式的改進，而是進行了比較徹底的重構(gòu)，是一次全新的架構(gòu)升級， 是分布式技術(shù)跨時代之進步。
在做系統(tǒng)整合之前，整個架構(gòu)和非互聯(lián)網(wǎng)的軟件廠商架構(gòu)是一樣的，基礎(chǔ)架構(gòu)基于商業(yè)數(shù)據(jù)庫、小型機、高端存儲設(shè)備，業(yè)務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)是端到端的煙囪式架構(gòu)。
簡單來說，每個業(yè)務(wù)版塊都是一個獨立系統(tǒng)，公共的數(shù)據(jù)都是訪問數(shù)據(jù)庫的，沒有形成公共的服務(wù)層。端到端的架構(gòu)優(yōu)勢是小規(guī)模團隊作戰(zhàn)，速度會很快，各種復(fù)雜的需要一般都只需在一個系統(tǒng)即可完成，而且研發(fā)同學(xué)對整個系統(tǒng)都很熟悉，系統(tǒng)運維都比較簡單，同時系統(tǒng)的穩(wěn)定性也比較高。
隨著業(yè)務(wù)復(fù)雜度的提升，系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴展，這種架構(gòu)也開始出現(xiàn)問題。包括如下挑戰(zhàn)：
業(yè)務(wù)研發(fā)效率比較低
業(yè)務(wù)研發(fā)效率也導(dǎo)致了業(yè)務(wù)的擴展性受限，做一個新的市場也必須重新開始建設(shè)，而不能重用一些業(yè)務(wù)模塊。
系統(tǒng)擴展性較弱
因為數(shù)據(jù)庫連接的關(guān)系。應(yīng)用服務(wù)器的擴展規(guī)模受限制，別外數(shù)據(jù)庫本身的容量也會因為小型機的計算能力而受限。
技術(shù)升級受限
比如要對數(shù)據(jù)庫進行擴展或者修改，需要修改多個系統(tǒng)，然后再對多個系統(tǒng)進行回歸測試，同樣對熱點數(shù)據(jù)增加緩存，也需要對多個系統(tǒng)進行修改。
通過抽象和梳理，本質(zhì)上我們需要解決的第一個問題，就是業(yè)務(wù)的擴展性問題，然后需要解決因為這個問題帶來的技術(shù)擴展性問題。
1、業(yè)務(wù)擴展性問題之解決
為了解決業(yè)務(wù)擴展性問題，首先需要建立共享服務(wù)層。把公共的業(yè)務(wù)元素抽離出來形成共享的服務(wù)。
比如taobao.com、tmall.com、ju.taobao.com等應(yīng)用，這些都需要用到會員服務(wù)，那么就把會員服務(wù)作為共享服務(wù)抽取出來，任何系統(tǒng)需要獲取會員信息時只需通過調(diào)用會員服務(wù)的API就可以，而不需要每個業(yè)務(wù)方自己再開發(fā)一套會員系統(tǒng)。
同樣思路，把電商業(yè)務(wù)公共的服務(wù)，如商品服務(wù)、交易服務(wù)、營銷服務(wù)、店鋪服務(wù)、推薦服務(wù)、庫存、物流等從各個業(yè)務(wù)抽離出來建設(shè)成共享服務(wù)，后續(xù)新建的業(yè)務(wù)市場均基于這些公共的電商元素來構(gòu)建。
共享服務(wù)層的建立很好地對橫向業(yè)務(wù)提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務(wù)收口，例如手機淘寶、安全、商家服務(wù)這三個橫向的業(yè)務(wù)就非常依賴共享服務(wù)。
如下列表：
手機淘寶通過共享服務(wù)得到了業(yè)務(wù)輸出的一致性和統(tǒng)一性
安全上，比如對商品數(shù)據(jù)做統(tǒng)一治理
商家服務(wù)則使用了共享服務(wù)開發(fā)TOP平臺，來對接外部商家的工具包
各個共享服務(wù)之間形成了比較的隔離，保障各個共享服務(wù)獨立的發(fā)展空間，每個共享服務(wù)之間有互相關(guān)聯(lián)，又互相獨立。
在系統(tǒng)建設(shè)上，把交易和商品兩個服務(wù)中心完全獨立的團隊和獨立的系統(tǒng)去建設(shè)。
商品服務(wù)中心和交易服務(wù)中心是完全獨立的兩套共享服務(wù)，所以在業(yè)務(wù)發(fā)展層面比較獨立，系統(tǒng)間又不互相影響。
這使得商品相關(guān)的業(yè)務(wù)全部封閉在商品服務(wù)中心里，交易相關(guān)的業(yè)務(wù)全部封閉在交易服務(wù)中心里，架構(gòu)的域之間形成低耦合、高內(nèi)聚。由于隔離做得比較好，沒有業(yè)務(wù)之間的復(fù)雜交錯，所以各個業(yè)務(wù)領(lǐng)域發(fā)展創(chuàng)新不受限制。
值得一提的案例就是早期支付業(yè)務(wù)慢慢成為支付寶，物流業(yè)務(wù)發(fā)展為菜鳥物流，而TOP從給商家提供API演化為服務(wù)商家的聚石塔。
2、技術(shù)擴展性問題的解決
第二個問題就提技術(shù)擴展性�！悍孔忧姘俟�，但是磚頭都是一樣的』。
利用共享服務(wù)解決了業(yè)務(wù)擴展性的問題，它的好處是新構(gòu)建一個業(yè)務(wù)市場變得非常容易和快捷，同時任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化只需在一個地方改變。
帶來的挑戰(zhàn)是系統(tǒng)分布式后對于研發(fā)來說，要關(guān)注分布式本身。這是我們不希望的，我們希望開發(fā)人員仍然像之前開發(fā)單機版的軟件一樣開發(fā)軟件，把分布式的控制在一些通用的組件里面。
這就需要引入解決分布式問題的中間件技術(shù)。
當(dāng)時并沒有商業(yè)軟件可以使用，也沒有合適的開源產(chǎn)品可以選。五彩石項目第一次大規(guī)模使用了中間件。系統(tǒng)分布式后，需要有一套統(tǒng)一的組件來解決分布式引發(fā)的共性技術(shù)問題。比如提供服務(wù)的發(fā)現(xiàn)機制、提供服務(wù)的分組路由機制、同機房優(yōu)先機制等。我們將其沉淀在一個框架里，這個框架被稱為HSF。
為了解決單庫性能瓶頸問題，使用分庫分表的技術(shù)，這個技術(shù)被沉淀在TDDL框架上面。
為了解決分布式事務(wù)的性能問題，把原本一個事務(wù)的工作拆成了異步執(zhí)行，同時必須要保證最終數(shù)據(jù)的一致性，我們采用了消息發(fā)布訂閱的方式來解決，這個消息框架就是Notify。
有了HSF、TDDL、Notify這『三大件』，有效地解決了應(yīng)用分布式后引發(fā)的技術(shù)擴展性問題，同時讓整個系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)變得依舊如當(dāng)初一樣的簡。
如果系統(tǒng)計算能力不夠，基本上能做到只需要增加服務(wù)器即可。共享服務(wù)層和分布式中間件使頻繁的業(yè)務(wù)變化封閉在了一個適合的系統(tǒng)層，同時技術(shù)的變化也隔離在了一個合適的范圍。如下圖所示：
小結(jié)
為了解決業(yè)務(wù)擴展性問題，通過抽取共享服務(wù)層，在非常低的試錯成本下涌現(xiàn)出來大量新的業(yè)務(wù)市場，推動了阿里電商業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，同時共享服務(wù)本身也隨著業(yè)務(wù)發(fā)展起到了越重要的作用。比如庫存中心服務(wù)的抽取，使得和商家對接的供應(yīng)鏈領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。
為了解決技術(shù)擴展性問題，引入了分布中間件技術(shù)。擴展服務(wù)器的存儲和計算能力變得只需要增加服務(wù)器就可以輕松解決，研發(fā)過程不需要關(guān)注分布式帶來的的理解上的困難。分布式中間件的本質(zhì)是讓多臺廉價的PC服務(wù)器可以組成一臺超級計算機。
通過五彩石項目，阿里技術(shù)完成了一次偉大的技術(shù)變革，為后續(xù)的持續(xù)架構(gòu)演進打下了堅實基礎(chǔ)。沉淀了一套『共享服務(wù)化』的架構(gòu)理念，以及一套與該架構(gòu)理念相對應(yīng)的分布式中間件技術(shù)。
這個架構(gòu)理念和這套分布式中間件技術(shù)在后續(xù)阿里的業(yè)務(wù)和技術(shù)發(fā)展上被大范圍使用，同時也被業(yè)界很多互聯(lián)網(wǎng)公司所借鑒。
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