漫谈大型网站架构

大型网站架构历来都不是一个预先定义的架构，而是一个演进式的架构。不多有一个网站从建站开始，就可以因具有大型网站的全部属性而一成不变的，从最简单的LAMP架构，再到基于IOE的大型集中式应用架构，再演变成时下的分布式应用架构，随着网站用户规模的扩大，架构也在不断演进。从实体机到虚拟机再到当前流行的Docker技术，从单机房到同城多机房再到异地多活，从LAMP到J2EE再到各类分布式中间件如服务框架、分布式消息队列、配置管理中间件、分布式数据访问层，由简至繁的艰难蜕变，也正是一个网站从小变大由弱变强的成长历程，哪里有挑战，哪里才会有变革，这正是做为技术人建功立业的时刻。

 

规模不断扩大，但成本不可能随之线性增加，所以，如何利用规模效应下降资源成本，抽取公共部分，避免重复造轮子，提升开发效率和响应速度，成了必须思考的问题。技术存在的核心价值就是为了生产力的提升，当技术架构制约了生产力发展，就须要进行技术变革。当前支撑大型网站的几大核心技术，分布式、服务化、虚拟化，其中分布式解决的是规模化带来的问题，所谓的规模化即包括数据规模愈来愈大，访问量愈来愈高，也包括开发团队规模愈来愈大，工程代码规模愈来愈大。

 

单机的存储能力以及负载能力必然有限，从PC到小型机再到中型机、大型机，成本将成指数级升高，而成百上千人开发同一个工程，则致使系统臃肿，开发、发布效率极低，互联网将丧失了赖以生存的灵活性，回到之前传统软件的开发模式。经过应用垂直拆分，集群分布式水平扩展，不只使系统容量获得提高，存储和负载将分配到大规模的廉价集群上，以下降成本，开发效率和开发模式也获得改变。

 

经过公共业务抽取，将诞生一批处于系统底层的基础服务，避免相同的内容重复造轮子，提升开发效率。做为大型网站架构中最重要的中间件，服务化框架简化了服务调用所涉及的对象序列化与反序列化，通讯协议，服务路由等操做，以及到后来诞生的一个新名词—服务治理，去梳理服务的依赖关系、调用链路、强弱依赖等等更复杂的问题。

 

除此以外，在架构师的武器库中，还有众多不一样应用场景下使用的中间件，如消息中间件、 分布式数据访问层、配置管理中心、数据迁移工具、分布式文件系统等等，这些都是平常系统架构中的粘合剂。大型网站的另一个核心技术就是资源的虚拟化，从实体机到Xen、KVM再到基于LXC的轻量级虚拟化方案，再到Docker，技术的更新换代使得资源的利用率愈来愈高，集群的运维、部署和管理愈来愈方便。

 

另外不一样的场景下如何选择存储也十分重要，高并发和大数据每每都不会单独出现，究竟是采用磁盘、SSD仍是采用内存，究竟是采用分布式文件系统，关系数据库，仍是NOSQL，仍是采用内存分布式缓存，不一样的场景下方案会截然不同，分布式文件系统存储容量几乎能够理解为无限，可是吞吐低，关系型数据库有严谨的schema以及功能强大的SQL语句，能够知足各类复杂的查询条件，但无奈扩展太麻烦，为了应对高并发读写访问，master-slave、读写分离、分库分表一折腾，不只工做量大增，且查询维度受限，还须要引入垂直化搜索引擎来扩展查询维度，NOSQL虽然能自动分区扩容，但无奈不支持SQL，而缓存虽快，内存条又太贵，架构就是要不断的权衡取舍。

 

大公司之因此不如小公司响应速度快，缘由在于大公司有太多积累，有时候积累多了也会成为包袱，现有的模型会使得新业务难以快速融入。当遇到问题和挫折的时候，就是思考改进和系统变革的时候，历来没有哪一个系统在设计好以后就封存代码永不改变的，技术永远是不断发展，需求和市场也是不断变化的，所以不要期望用一种架构知足全部的需求，系统设计须要知足一段时间内的可扩展性，但千万不要过分设计，由于过了半年以后你回过头来从新review，你会发现需求早已改变，这就是互联网的快节奏。

 

对于系统的架构来讲，一段时间以内架构的演变，经常会经历从清晰，再到模糊混乱，再重构，再清晰，而后又变得模糊的过程，市场环境老是瞬息万变的，所以，系统的设计要遵循对扩展开放，对修改封闭的原则，作到这点便可方便及时的接入新流程，又可以不影响既有的流程。从宏观来看，各个系统间的关系必定不是烟囱与烟囱的关系，而是犹如城市里的高楼大厦，经过公路链接起来，所以，要提升建房子的速度，就要充分利用已有的基础设施，已有的中间件，来下降系统构建的成本和风险。

 

架构设计的几个层次，没有架构也是架构，专一于解决现有问题也能称为架构，而好的架构应该是即可以约束开发者又可以解放开发者使其专一于功能的设计。尽可能将复杂的事情变的简单，而不要将简单的事情变的复杂，技术历来都不是用来炫的，而是用来解决实际问题的，所以咱们不须要花拳绣腿，洛克希德·马丁公司的著名飞机设计师凯利·约翰逊所提出的KISS原则，就是最好的诠释。风险驱动的架构理念告诉咱们，避免失败是全部工程技术的核心，架构也是技术，运用架构技术去缓解风险，避免走极端，是架构师的最根本职责。

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