三、網(wǎng)站初級架構(gòu)

一般網(wǎng)站，剛開始的做法，是三臺服務(wù)器，一臺部署應(yīng)用，一臺部署數(shù)據(jù)庫，一臺部署NFS文件系統(tǒng)。

這是前幾年比較傳統(tǒng)的做法，之前見到一個網(wǎng)站10萬多會員，垂直服裝設(shè)計門戶，N多圖片。使用了一臺服務(wù)器部署了應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫以及圖片存儲。出現(xiàn)了很多性能問題。

如下圖：

但是，目前主流的網(wǎng)站架構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。一般都會采用集群的方式，進(jìn)行高可用設(shè)計。至少是下面這個樣子。

（1） 使用集群對應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行冗余，實現(xiàn)高可用；（負(fù)載均衡設(shè)備可與應(yīng)用一塊部署）

使用數(shù)據(jù)庫主備模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份和高可用；

四、系統(tǒng)容量預(yù)估

預(yù)估步驟：

1. 注冊用戶數(shù)-日均UV量-每日的PV量-每天的并發(fā)量；
2. 峰值預(yù)估：平常量的2~3倍；
3. 根據(jù)并發(fā)量（并發(fā)，事務(wù)數(shù)），存儲容量計算系統(tǒng)容量。

客戶需求：3~5年用戶數(shù)達(dá)到1000萬注冊用戶；

每秒并發(fā)數(shù)預(yù)估：

1. 每天的UV為200萬（二八原則）；
2. 每日每天點擊瀏覽30次；
3. PV量：200*30=6000萬；
4. 集中訪問量：240.2=4.8小時會有6000萬0.8=4800萬（二八原則）；
5. 每分并發(fā)量：4.8*60=288分鐘，每分鐘訪問4800/288=16.7萬（約等于）；
6. 每秒并發(fā)量：16.7萬/60=2780（約等于）；
7. 假設(shè)：高峰期為平常值的三倍，則每秒的并發(fā)數(shù)可以達(dá)到8340次。
8. 1毫秒=1.3次訪問；

沒好好學(xué)數(shù)學(xué)后悔了吧？?。ú恢酪陨纤闶欠裼绣e誤，呵呵~~）

服務(wù)器預(yù)估：（以tomcat服務(wù)器舉例）

1. 按一臺web服務(wù)器，支持每秒300個并發(fā)計算。平常需要10臺服務(wù)器（約等于）；[tomcat默認(rèn)配置是150]
2. 高峰期：需要30臺服務(wù)器；

容量預(yù)估：70/90原則

系統(tǒng)CPU一般維持在70%左右的水平，高峰期達(dá)到90%的水平，是不浪費資源，并比較穩(wěn)定的。內(nèi)存，IO類似。

以上預(yù)估僅供參考，因為服務(wù)器配置，業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜度等都有影響。在此CPU，硬盤，網(wǎng)絡(luò)等不再進(jìn)行評估。

五、網(wǎng)站架構(gòu)分析

根據(jù)以上預(yù)估，有幾個問題：

• 需要部署大量的服務(wù)器，高峰期計算，可能要部署30臺Web服務(wù)器。并且這三十臺服務(wù)器，只有秒殺，活動時才會用到，存在大量的浪費。
• 所有的應(yīng)用部署在同一臺服務(wù)器，應(yīng)用之間耦合嚴(yán)重。需要進(jìn)行垂直切分和水平切分。
• 大量應(yīng)用存在冗余代碼
• 服務(wù)器SESSION同步耗費大量內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)帶寬
• 數(shù)據(jù)需要頻繁訪問數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫訪問壓力巨大。

大型網(wǎng)站一般需要做以下架構(gòu)優(yōu)化（優(yōu)化是架構(gòu)設(shè)計時，就要考慮的，一般從架構(gòu)/代碼級別解決，調(diào)優(yōu)主要是簡單參數(shù)的調(diào)整，比如JVM調(diào)優(yōu)；如果調(diào)優(yōu)涉及大量代碼改造，就不是調(diào)優(yōu)了，屬于重構(gòu)）：

• 業(yè)務(wù)拆分
• 應(yīng)用集群部署（分布式部署，集群部署和負(fù)載均衡）
• 多級緩存
• 單點登錄（分布式Session）
• 數(shù)據(jù)庫集群（讀寫分離，分庫分表）
• 服務(wù)化
• 消息隊列
• 其他技術(shù)

六、網(wǎng)站架構(gòu)優(yōu)化

6.1業(yè)務(wù)拆分

根據(jù)業(yè)務(wù)屬性進(jìn)行垂直切分，劃分為產(chǎn)品子系統(tǒng)，購物子系統(tǒng)，支付子系統(tǒng)，評論子系統(tǒng)，客服子系統(tǒng)，接口子系統(tǒng)（對接如進(jìn)銷存，短信等外部系統(tǒng)）。

根據(jù)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行等級定義，可分為核心系統(tǒng)和非核心系統(tǒng)。核心系統(tǒng)：產(chǎn)品子系統(tǒng)，購物子系統(tǒng)，支付子系統(tǒng)；非核心：評論子系統(tǒng)，客服子系統(tǒng)，接口子系統(tǒng)。

業(yè)務(wù)拆分作用：提升為子系統(tǒng)可由專門的團(tuán)隊和部門負(fù)責(zé)，專業(yè)的人做專業(yè)的事，解決模塊之間耦合以及擴(kuò)展性問題；每個子系統(tǒng)單獨部署，避免集中部署導(dǎo)致一個應(yīng)用掛了，全部應(yīng)用不可用的問題。

等級定義作用：用于流量突發(fā)時，對關(guān)鍵應(yīng)用進(jìn)行保護(hù)，實現(xiàn)優(yōu)雅降級；保護(hù)關(guān)鍵應(yīng)用不受到影響。

拆分后的架構(gòu)圖：

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參考部署方案2

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1. 如上圖每個應(yīng)用單獨部署
2. 核心系統(tǒng)和非核心系統(tǒng)組合部署

6.2應(yīng)用集群部署（分布式，集群，負(fù)載均衡）

分布式部署：將業(yè)務(wù)拆分后的應(yīng)用單獨部署，應(yīng)用直接通過RPC進(jìn)行遠(yuǎn)程通信；

集群部署：電商網(wǎng)站的高可用要求，每個應(yīng)用至少部署兩臺服務(wù)器進(jìn)行集群部署；

負(fù)載均衡：是高可用系統(tǒng)必須的，一般應(yīng)用通過負(fù)載均衡實現(xiàn)高可用，分布式服務(wù)通過內(nèi)置的負(fù)載均衡實現(xiàn)高可用，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫通過主備方式實現(xiàn)高可用。

集群部署后架構(gòu)圖：

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6.3 多級緩存

緩存按照存放的位置一般可分為兩類本地緩存和分布式緩存。本案例采用二級緩存的方式，進(jìn)行緩存的設(shè)計。一級緩存為本地緩存，二級緩存為分布式緩存。（還有頁面緩存，片段緩存等，那是更細(xì)粒度的劃分）

一級緩存，緩存數(shù)據(jù)字典，和常用熱點數(shù)據(jù)等基本不可變/有規(guī)則變化的信息，二級緩存緩存需要的所有緩存。當(dāng)一級緩存過期或不可用時，訪問二級緩存的數(shù)據(jù)。如果二級緩存也沒有，則訪問數(shù)據(jù)庫。

緩存的比例，一般1:4，即可考慮使用緩存。（理論上是1:2即可）。

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根據(jù)業(yè)務(wù)特性可使用以下緩存過期策略：

1. 緩存自動過期；
2. 緩存觸發(fā)過期；

6.4單點登錄（分布式Session）

系統(tǒng)分割為多個子系統(tǒng)，獨立部署后，不可避免的會遇到會話管理的問題。一般可采用Session同步，Cookies，分布式Session方式。電商網(wǎng)站一般采用分布式Session實現(xiàn)。

再進(jìn)一步可以根據(jù)分布式Session，建立完善的單點登錄或賬戶管理系統(tǒng)。

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流程說明

1. 用戶第一次登錄時，將會話信息（用戶Id和用戶信息），比如以用戶Id為Key，寫入分布式Session；
2. 用戶再次登錄時，獲取分布式Session，是否有會話信息，如果沒有則調(diào)到登錄頁；
3. 一般采用Cache中間件實現(xiàn)，建議使用Redis，因此它有持久化功能，方便分布式Session宕機(jī)后，可以從持久化存儲中加載會話信息；
4. 存入會話時，可以設(shè)置會話保持的時間，比如15分鐘，超過后自動超時；

結(jié)合Cache中間件，實現(xiàn)的分布式Session，可以很好的模擬Session會話。

6.5數(shù)據(jù)庫集群（讀寫分離，分庫分表）

大型網(wǎng)站需要存儲海量的數(shù)據(jù)，為達(dá)到海量數(shù)據(jù)存儲，高可用，高性能一般采用冗余的方式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。一般有兩種方式讀寫分離和分庫分表。

讀寫分離：一般解決讀比例遠(yuǎn)大于寫比例的場景，可采用一主一備，一主多備或多主多備方式。

本案例在業(yè)務(wù)拆分的基礎(chǔ)上，結(jié)合分庫分表和讀寫分離。如下圖：

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1. 業(yè)務(wù)拆分后：每個子系統(tǒng)需要單獨的庫；
2. 如果單獨的庫太大，可以根據(jù)業(yè)務(wù)特性，進(jìn)行再次分庫，比如商品分類庫，產(chǎn)品庫；
3. 分庫后，如果表中有數(shù)據(jù)量很大的，則進(jìn)行分表，一般可以按照Id，時間等進(jìn)行分表；（高級的用法是一致性Hash）
4. 在分庫，分表的基礎(chǔ)上，進(jìn)行讀寫分離；

相關(guān)中間件可參考Cobar（阿里，目前已不在維護(hù)），TDDL（阿里），Atlas（奇虎360），MyCat（在Cobar基礎(chǔ)上，國內(nèi)很多牛人，號稱國內(nèi)第一開源項目）。

分庫分表后序列的問題，JOIN，事務(wù)的問題，會在分庫分表主題分享中，介紹。

6.6服務(wù)化

將多個子系統(tǒng)公用的功能/模塊，進(jìn)行抽取，作為公用服務(wù)使用。比如本案例的會員子系統(tǒng)就可以抽取為公用的服務(wù)。

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6.7消息隊列

消息隊列可以解決子系統(tǒng)/模塊之間的耦合，實現(xiàn)異步，高可用，高性能的系統(tǒng)。是分布式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。本案例中，消息隊列主要應(yīng)用在購物，配送環(huán)節(jié)。

1. 用戶下單后，寫入消息隊列，后直接返回客戶端；
2. 庫存子系統(tǒng)：讀取消息隊列信息，完成減庫存；
3. 配送子系統(tǒng)：讀取消息隊列信息，進(jìn)行配送；

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目前使用較多的MQ有Active MQ,Rabbit MQ,Zero MQ，MS MQ等，需要根據(jù)具體的業(yè)務(wù)場景進(jìn)行選擇。建議可以研究下Rabbit MQ。

6.8其他架構(gòu)（技術(shù)）

除了以上介紹的業(yè)務(wù)拆分，應(yīng)用集群，多級緩存，單點登錄，數(shù)據(jù)庫集群，服務(wù)化，消息隊列外。還有CDN，反向代理，分布式文件系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)。

此處不詳細(xì)介紹，大家可以問度娘/Google，有機(jī)會的話也可以分享給大家。

七、架構(gòu)總結(jié)

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以上是本次分享的架構(gòu)總結(jié)，其中細(xì)節(jié)可參考前面分享的內(nèi)容。其中還有很多可以優(yōu)化和細(xì)化的地方，因為是案例分享，主要針對重要部分做了介紹，工作中需要大家根據(jù)具體的業(yè)務(wù)場景進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計。

以上是電商網(wǎng)站架構(gòu)案例的分享一共有三篇，從電商網(wǎng)站的需求，到單機(jī)架構(gòu)，逐步演變?yōu)槌Ｓ玫模晒﹨⒖嫉姆植际郊軜?gòu)的原型。除具備功能需求外，還具備一定的高性能，高可用，可伸縮，可擴(kuò)展等非功能質(zhì)量需求（架構(gòu)目標(biāo)）。