本篇通過閱讀《高擴展性網(wǎng)站的50條原則》，總結(jié)出以下內(nèi)容。

一方面博主沒有實際的架構(gòu)經(jīng)驗，另一方面知識面也不夠?qū)掗?，所以只能系統(tǒng)的總結(jié)書中的要點，并根據(jù)自己的理解做些歸納。

主要內(nèi)容

本書從多個方面圍繞高擴展性提出了50條建議，一個高擴展性的網(wǎng)站會隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展、用戶的增加，自由的擴展架構(gòu)，從而輕松的應(yīng)付網(wǎng)站的快速發(fā)展。下面看看本書的具體內(nèi)容：

化簡方程

1 不要過度的設(shè)計

過度的設(shè)計相當(dāng)于給系統(tǒng)增加了復(fù)雜度與維護的成本。而這些過度的設(shè)計，在正常的使用中，卻沒有太大的作用。往往是設(shè)計者自己認為很重要或者錦上添花的功能，實際用處不大。

2 設(shè)計時考慮到擴展性

在設(shè)計時要遵循一下的設(shè)計原則：設(shè)計時考慮20倍的容量，實現(xiàn)時考慮3倍的容量，部署時考慮1.5的容量。一面項目擴大時，臨時擴展造成的困難。

3 把方案一簡再簡

應(yīng)該遵循帕累托法則，20%的設(shè)計做了80%的工作，所以80%的時間，都應(yīng)該放在這20%的設(shè)計上。

一個產(chǎn)品主要的功能其實都集中在幾個點上，把這幾個點設(shè)計好了，其他的都是些附加的功能而已。所以這核心的業(yè)務(wù)一定要保證足夠的簡潔易用。

4 減少DNS查詢

每個不同的域下的文件，加載時都需要查詢DNS。比如cnblogs.com與i.cnblogs.com就屬于不同的域。那么在查詢DNS的時候，就會查詢兩次。當(dāng)業(yè)務(wù)量很大時，就會造成一定的影響。

5 盡可能減少對象

由于對象在瀏覽器訪問時，需要加載。所以可以考慮減少請求文件的數(shù)量（數(shù)量與瀏覽器并發(fā)加載數(shù)有關(guān)），把一些對象盡量的合并。比如圖標(biāo)類的文件，可以合并成一個大的圖片。合理的文件數(shù)量，會加速瀏覽器的訪問加載。

6 使用同一品牌的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

由于一個http請求，可能通過很多物理設(shè)備。比如負載均衡器，交換機，路由器。所以盡量使用同一品牌的設(shè)備，會避免一些意外的情況。

分布工作

7 X軸，橫向復(fù)制

這種事最簡單的服務(wù)擴充，通過克隆或者復(fù)制實現(xiàn)，比如你的應(yīng)用放在多個服務(wù)器上進行服務(wù)。常見的比如集群，負載均衡等等，數(shù)據(jù)庫的讀寫分離。

8 Y軸，拆分不同的東西

大型系統(tǒng)中，拆分不同的功能，比如注冊、購買、查詢、云盤。等等

9 Z軸，拆分不同的相似的東西

比如按照用戶的級別，或者用戶的地理位置等等拆分。

橫向擴展設(shè)計

10 設(shè)計橫向的擴展方案

擴展包括橫向、縱向。橫向就是通過復(fù)制克隆應(yīng)用，利用小型機集群擴展?？v向就是提高服務(wù)器的硬件以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。

通過很多的案例都可以發(fā)現(xiàn)，單純的升級硬件實現(xiàn)的縱向擴展，僅僅能解決一點點現(xiàn)實壓力。而通過橫向的集群擴展，卻能夠自由的實現(xiàn)伸縮。

11 采用經(jīng)濟型系統(tǒng)

與上面的原則類似，采用高價格的服務(wù)器，并不能保證日后的良好性能。應(yīng)該使用普通的小型機集群擴展。

12 橫向擴展數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心有很多的設(shè)計方案，比如

熱冷站配置：使用熱站提供服務(wù)，當(dāng)熱站崩潰時，使用冷站繼續(xù)服務(wù)。

推薦使用多個實時站點，成本更低，動態(tài)調(diào)用。缺點是增加了運維的難度。

13 利用云技術(shù)進行設(shè)計

云計算的有點就是虛擬化，可以在業(yè)務(wù)峰值時，彈性的擴充設(shè)備。并且在日常處理用，歸還該擴展。

缺點是提高了應(yīng)用于虛擬環(huán)境的耦合。后面提到利用物理設(shè)備，隔離業(yè)務(wù)，在虛擬化的云計算中，可能會對業(yè)務(wù)隔離錯誤排查造成一定的干擾。

使用正確的工具

14 合理使用數(shù)據(jù)庫

目前有許多的數(shù)據(jù)庫版本，比如傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle、MySQl，還有比較新的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫NoSql，比如MongoDB，以及內(nèi)存數(shù)據(jù)庫FastDB，還有專門針對SSD固態(tài)硬盤的Aerospike等等。

但是到了選型的時候，還是要一句個人的業(yè)務(wù)需求來定?？茨愕臄?shù)據(jù)庫要求的是速度，還是安全性等等。

15 防火墻，到處都是防火墻

防火墻可以對一些無效的訪問進行攔截過濾。通常把一些CSS，靜態(tài)文件，圖片，JS等不采用防火墻，而關(guān)鍵的業(yè)務(wù)涉及到個人信息時采用。合理的設(shè)計防火墻，也會對網(wǎng)站的性能產(chǎn)生一定的影響。

16 積極的利用日志文件

利用各種日志以及工具，實時的監(jiān)控業(yè)務(wù)。不僅僅是監(jiān)控服務(wù)器的內(nèi)存CPU，還應(yīng)該監(jiān)控業(yè)務(wù)上的數(shù)據(jù)。比如splunk（提供日志的搜集，存儲，搜索，圖形化展示）。

不要做重復(fù)的工作

17 不要立即檢查剛做過的工作

比如剛剛寫如了數(shù)據(jù)，不要立即讀取。雖然有些客戶需要保證數(shù)據(jù)的完整，不能丟失。但是可以通過日志等記錄，寫完查這種做法，還是不推薦。

18 停止重定向

重定向會消耗一定的延遲，計算資源。應(yīng)該盡量避免

19 放松時序約束

大多數(shù)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫講究ACID屬性，擴展時就造成一定的困擾。因此某些業(yè)務(wù)適當(dāng)?shù)姆潘蓵r序約束，可以提高網(wǎng)站的性能。

比如某站在預(yù)定酒店時，用戶預(yù)定后，會等待酒店的審核。比如某寶，在提款時，進行范圍時間的確認。這種就是擴大了時序約束，進而提高網(wǎng)站性能以及事務(wù)安全。

積極利用緩存

20 利用CDN

可以利用CDN保存客戶的數(shù)據(jù)和內(nèi)容。大概的過程是，用戶在進行網(wǎng)站訪問時，轉(zhuǎn)到CDN的服務(wù)器，CDN執(zhí)行DNS查詢，把用戶請求分攤到不同的服務(wù)器。有很多的CDN服務(wù)商提供這種服務(wù)。

21 使用過期頭

針對不同的對象類型，使用過期頭，減少對象請求。常見的HTTP對應(yīng)屬性為:public no-cahe max-age等等

22 緩存Ajax調(diào)用

正確修改Http頭Last-Modified Cache-Control Expires等屬性。

23 利用頁面緩存

緩存響應(yīng)之前的冬天請求，降低web服務(wù)器的負載。

24 利用應(yīng)用緩存

比如針對某些特殊的用戶，緩存其請求數(shù)據(jù)。

25 利用對象緩存

適用于反復(fù)查詢使用的數(shù)據(jù)對象。比如一個購物網(wǎng)站，緩存器熱銷產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

26 把對象緩存放在自己的層上

使用單獨的緩層，易于擴展和維護。

從錯誤中吸取教訓(xùn)

27 積極的學(xué)習(xí)

一個公司有學(xué)習(xí)的氛圍，才會衍生出更好的產(chǎn)品。學(xué)習(xí)的內(nèi)容一方面包括客戶的業(yè)務(wù)知識，一方面來自技術(shù)和運維領(lǐng)域。

28 不要依靠QA發(fā)現(xiàn)失誤

雇傭測試或者質(zhì)量保證人員，最大的目的是為了檢測產(chǎn)品的正確性。它能減少成本，提高開發(fā)人員的開發(fā)速度，因為開發(fā)人員不需要時刻關(guān)注代碼的正確性，可以交給QA來測試。

但是QA只負責(zé)發(fā)現(xiàn)問題，如何避免為題還是得依靠開發(fā)人員。

29 沒有回退的設(shè)計是失敗的設(shè)計

這里的回退，指的是產(chǎn)品發(fā)布的回退。如果碰上某些版本的BUG，可能需要交付之前可運行的版本，此時沒有回退，就無法交付產(chǎn)品了。

這里推薦學(xué)習(xí)持續(xù)集成的相關(guān)內(nèi)容。

30 討論失敗并從中吸取教訓(xùn)

不應(yīng)該在同一個問題上失敗兩次，每次失敗多進行總結(jié)是不可缺少的。

數(shù)據(jù)庫原則

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的ACID屬性：

原子性：一個事務(wù)要么全執(zhí)行，要么都不執(zhí)行，

一致性：事務(wù)開始和結(jié)束時，所有數(shù)據(jù)狀態(tài)要一致，

隔離性：事務(wù)的表現(xiàn)，是事務(wù)對數(shù)據(jù)庫唯一的操作，

持久性：事務(wù)完成，操作不能更改。

31 注意代價高的關(guān)系

應(yīng)該在設(shè)計階段完善的設(shè)計表的結(jié)構(gòu)，等開發(fā)開始時，在增加某些列，可能會花費很高的代價。

32 使用正確的數(shù)據(jù)庫鎖

數(shù)據(jù)庫有很多鎖的概念，比如隱式鎖、顯式鎖、行鎖、頁鎖、范圍鎖、表鎖、數(shù)據(jù)庫鎖等等。

不合理的使用鎖，會影響網(wǎng)站的吞吐量。

33 不要使用多階段提交

比如兩階段提交：先表決，在提交。這回降低擴展性，因為在其提交事務(wù)完成前，是不能作其他操作的。

34 不要使用select for update

因為FOR UPDATE從句會導(dǎo)致鎖定行，降低事務(wù)處理的速度。

35 不要選擇所有的數(shù)據(jù)

比如select * from xxx;

這種做法第一是不開與數(shù)據(jù)的擴展，比如本來有四列數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)處理代碼直接寫死。當(dāng)增加了一列數(shù)據(jù)時，就會導(dǎo)致出錯；另外就是會查詢出不必要的數(shù)據(jù)。

或者inset into xxx values(xxxx);

這是當(dāng)列信息不匹配時，也會出錯。

容錯設(shè)計與故障控制

36 采用隔離故障的”泳道“

服務(wù)與數(shù)據(jù)的劃分有很多種，比如容器，集群，池，分片，泳道。泳道意味著每個業(yè)務(wù)有自己的領(lǐng)域，不能跨泳道調(diào)用。

37 不要信任單點故障

有很多系統(tǒng)設(shè)計成單點模式，當(dāng)整個系統(tǒng)只是用該模塊時，當(dāng)出現(xiàn)單點故障，整個系統(tǒng)也就崩潰了。

38 避免系統(tǒng)串聯(lián)

比如一個系統(tǒng)有很多的組件組成，每個組件99.9%的安全性，當(dāng)串聯(lián)3個組件時，整個系統(tǒng)的可用性就變成了99.7%。

39 確保能夠啟用/禁用功能

對于某些共享庫，第三方服務(wù)，應(yīng)該提供開啟或者關(guān)閉的功能。

避免或分發(fā)狀態(tài)

40 努力實現(xiàn)無狀態(tài)

實現(xiàn)狀態(tài)會限制擴展性，增大成本

41 盡可能在瀏覽器端維護會話

一方面降低服務(wù)器壓力，另一方面任何的請求可以發(fā)送給任何的服務(wù)器。

42 利用分布式緩存存放狀態(tài)

使用獨立的緩存層，利于擴展。有很多分布式的緩存方案，比如memcached。

異步通信和消息總線

43 盡可能使用異步通信

異步通信，可以確保每個服務(wù)和層之間的獨立性，這樣易于早呢更加系統(tǒng)的擴展性和減小耦合度。

44 確保消息總線能夠擴展

盡量采用Y軸或者Z軸擴展，即按業(yè)務(wù)需求和功能擴展。因為單純的復(fù)制或者克隆，反而會增加各個消息訂閱者的監(jiān)聽數(shù)目。按照業(yè)務(wù)隔離，可以分離業(yè)務(wù)壓力。

45 避免讓消息總線過度擁擠

衡量價值與消息的成本。

其他原則

46 慎用第三方解決方案擴展

企業(yè)如果出現(xiàn)問題，那么尋找第三方能夠解決燃眉之急。但是卻不是長久之計，因為解決方案的提供商有很多客戶，你的危機并不是他們的危機，所以不可能在關(guān)鍵時刻，盡職盡責(zé)。因此企業(yè)還是應(yīng)該有一定的掌控力（這個詞真是高大上?。?/p>

47 清除、歸檔和成本合理的存儲

有一些不必要的數(shù)據(jù)，就應(yīng)該定期的刪除。一些略有價值的數(shù)據(jù)進行定期的歸檔直接刪除。一些很有價值的數(shù)據(jù)，應(yīng)該進行備份以及快速訪問。

48 刪除事務(wù)處理中的商業(yè)智能

應(yīng)該把產(chǎn)品系統(tǒng)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)分離，提高產(chǎn)品的擴展性。

避免業(yè)務(wù)擴展時，受到系統(tǒng)架構(gòu)的限制。

49 設(shè)計能夠監(jiān)控的應(yīng)用

應(yīng)該設(shè)計全局的監(jiān)控策略，保證回答

”發(fā)生了 問題了嗎？“

”哪里發(fā)生了問題？“

”發(fā)生了什么問題？“

”會發(fā)生問題嗎？“

”能自動修復(fù)嗎？“

50 要能勝任

應(yīng)該在每個設(shè)計中涉及到最優(yōu)秀的架構(gòu)，不能完全依賴第三方的解決方案。

一個簡單優(yōu)秀的架構(gòu)，都是小而精的，如果單純的依靠開源解決架構(gòu)，雖然解決了問題，卻會導(dǎo)致應(yīng)用的臃腫。

參考

【1】《高擴展性網(wǎng)站的50條原則》