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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、高端存儲設備，業(yè)務系統(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)務復雜度的提升，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)務研發(fā)效率比較低
業(yè)務研發(fā)效率也導致了業(yè)務的擴展性受限，做一個新的市場也必須重新開始建設，而不能重用一些業(yè)務模塊。
系統(tǒng)擴展性較弱
因為數(shù)據(jù)庫連接的關(guān)系。應用服務器的擴展規(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)務擴展性問題之解決
為了解決業(yè)務擴展性問題，首先需要建立共享服務層。把公共的業(yè)務元素抽離出來形成共享的服務。
比如taobao.com、tmall.com、ju.taobao.com等應用，這些都需要用到會員服務，那么就把會員服務作為共享服務抽取出來，任何系統(tǒng)需要獲取會員信息時只需通過調(diào)用會員服務的API就可以，而不需要每個業(yè)務方自己再開發(fā)一套會員系統(tǒng)。
同樣思路，把電商業(yè)務公共的服務，如商品服務、交易服務、營銷服務、店鋪服務、推薦服務、庫存、物流等從各個業(yè)務抽離出來建設成共享服務，后續(xù)新建的業(yè)務市場均基于這些公共的電商元素來構(gòu)建。
共享服務層的建立很好地對橫向業(yè)務提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務收口，例如手機淘寶、安全、商家服務這三個橫向的業(yè)務就非常依賴共享服務。
如下列表：
手機淘寶通過共享服務得到了業(yè)務輸出的一致性和統(tǒng)一性
安全上，比如對商品數(shù)據(jù)做統(tǒng)一治理
商家服務則使用了共享服務開發(fā)TOP平臺，來對接外部商家的工具包
各個共享服務之間形成了比較的隔離，保障各個共享服務獨立的發(fā)展空間，每個共享服務之間有互相關(guān)聯(lián)，又互相獨立。
在系統(tǒng)建設上，把交易和商品兩個服務中心完全獨立的團隊和獨立的系統(tǒng)去建設。
商品服務中心和交易服務中心是完全獨立的兩套共享服務，所以在業(yè)務發(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)務全部封閉在商品服務中心里，交易相關(guān)的業(yè)務全部封閉在交易服務中心里，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)務之間的復雜交錯，所以各個業(yè)務領(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)務慢慢成為支付寶，物流業(yè)務發(fā)展為菜鳥物流，而TOP從給商家提供API演化為服務商家的聚石塔。
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』。
利用共享服務解決了業(yè)務擴展性的問題，它的好處是新構(gòu)建一個業(yè)務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。比如提供服務的發(fā)現(xiàn)機制、提供服務的分組路由機制、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的性能問題，把原本一個事務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器即可。共享服務層和分布式中間件使頻繁的業(yè)務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)務擴展性問題，通過抽取共享服務層，在非常低的試錯成本下涌現(xiàn)出來大量新的業(yè)務市場，推動了阿里電商業(yè)務的快速發(fā)展，同時共享服務本身也隨著業(yè)務發(fā)展起到了越重要的作用。比如庫存中心服務的抽取，使得和商家對接的供應鏈領(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)。擴展服務器的存儲和計算能力變得只需要增加服務器就可以輕松解決，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『共享服務化』的架構(gòu)理念，以及一套與該架構(gòu)理念相對應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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