當(dāng)當(dāng)網(wǎng)自成立以來，內(nèi)部技術(shù)體系的發(fā)展已經(jīng)有15年左右的歷史了。系統(tǒng)架構(gòu)也經(jīng)歷了從高度集成的軟件向分布式、低耦合、SOA化系統(tǒng)的演進(jìn)過程，形成全面支持網(wǎng)上零售業(yè)各種業(yè)態(tài)模式的系統(tǒng)架構(gòu)，每天支撐著千萬級的PV訪問，承載了超過100億元人民幣的年?duì)I業(yè)額，2013年雙11峰值流量達(dá)到日常的10倍。
作為一個(gè)典型的自營與開放平臺相結(jié)合的網(wǎng)上零售電子商務(wù)平臺，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)網(wǎng)上購物流程由多達(dá)上百個(gè)大小系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn)。當(dāng)當(dāng)網(wǎng)最終服務(wù)于消費(fèi)者，良好的用戶體驗(yàn)、錢物準(zhǔn)確是立足的根本，因此對系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性有非常嚴(yán)格的要求。任何時(shí)候都能保證線上系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，是我們工作的第一優(yōu)先級。電商系統(tǒng)的運(yùn)行峰值通常出現(xiàn)在各類促銷、營銷活動期間，以及大量集中收訂的訂單帶來很大的生產(chǎn)和配送壓力時(shí)。
除了參加每年的雙11和雙12大促、每年的10月店慶、業(yè)內(nèi)重要的慶典、兩次開學(xué)季圖書大促、換季服裝大促、常規(guī)的新品和尾品大促以外，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)每個(gè)月至少會有一次公司級別大促，而各種中小型大促常年不斷。各種促銷活動均可以閃購、秒殺、大量SKU促銷等模式實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)站流量的來源除了新老用戶的直接登錄以外，還包括多種站外引流方式如網(wǎng)址導(dǎo)航、聯(lián)盟、搜索引擎、各種線上線下媒介、短信、郵件、微信等通道。
因流量來源的不同，相應(yīng)用戶的瀏覽、購物模式也大有不同。如很多促銷落地頁是當(dāng)當(dāng)網(wǎng)的“館”，或者專題頁，那么我們可以在活動之前做非常有針對性的準(zhǔn)備；有時(shí)用戶已提前準(zhǔn)備好了購物清單，如雙11這樣的促銷中，訂單轉(zhuǎn)化率會比平時(shí)高，體現(xiàn)在訂單收訂和賣場流量不會成比例上漲——如訂單收訂上漲6倍，賣場流量可能只會漲3~4倍；而一些外部引流方式會帶來大量無效、垃圾流量，所以訂單轉(zhuǎn)化率會比正常流量低。
有的活動流量會對首頁有較大影響；有的活動會對購物車有較大影響，如閃購類的限時(shí)購買或復(fù)雜的促銷邏輯；有的活動會對當(dāng)當(dāng)網(wǎng)的倉儲、配送系統(tǒng)有較大影響，如當(dāng)當(dāng)網(wǎng)配送的訂單；有的活動會對開放平臺有較大影響，如商家訂單。
因此，摸清業(yè)務(wù)模式和活動特點(diǎn)，是設(shè)計(jì)和運(yùn)維高峰值電商系統(tǒng)，即高伸縮性系統(tǒng)的重中之重。但從另一個(gè)角度來說，在沒有動態(tài)彈性部署的前提下，過度的設(shè)計(jì)和服務(wù)器部署是一種浪費(fèi)，特別是硬件非常有限的壽命會帶來每年巨大的成本攤銷。
當(dāng)當(dāng)網(wǎng)根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展速度和業(yè)務(wù)運(yùn)營規(guī)律，結(jié)合多年的經(jīng)驗(yàn)，制定的系統(tǒng)伸縮性的設(shè)計(jì)原則和硬件常備策略使各流程能夠直接應(yīng)對日常5倍業(yè)務(wù)量的上漲。通過增加服務(wù)器的方式，能夠應(yīng)對10倍業(yè)務(wù)量上漲。而如果要應(yīng)對10倍以上的上漲，則需要提前做有針對性的系統(tǒng)優(yōu)化。但無論當(dāng)前承受的業(yè)務(wù)量是否超過了設(shè)計(jì)范圍，都不能影響設(shè)計(jì)范圍內(nèi)業(yè)務(wù)量的正常處理。
設(shè)計(jì)和部署大流量、高并發(fā)系統(tǒng)的技術(shù)方案選擇比較多，業(yè)內(nèi)有很多成功經(jīng)驗(yàn)和案例。但根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)高峰值的網(wǎng)上零售業(yè)電商應(yīng)用系統(tǒng)通常要面對以下幾大難點(diǎn)。
應(yīng)用架構(gòu)復(fù)雜，業(yè)務(wù)發(fā)展快，迭代速度快，各系統(tǒng)之間盤根錯節(jié)，歷史包袱重。不僅有牽一發(fā)而動全身的風(fēng)險(xiǎn)，更有邊緣case出錯影響主流程處理、耗盡過多資源的隱患。
從前臺到后臺的業(yè)務(wù)流程長，用例多。在能承受的最大峰值上，存在短板效應(yīng)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)要面面俱到。
通常促銷活動的持續(xù)時(shí)間短而集中，前期推廣活動已經(jīng)啟動，在活動期間，短暫的系統(tǒng)不可用，也會帶來慘重的銷售損失與負(fù)面影響，沒有亡羊補(bǔ)牢的機(jī)會。要確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，平時(shí)的工作就要做足。
針對這幾大難點(diǎn)，有以下幾大應(yīng)對策略。
基于SOA架構(gòu)理念，降低系統(tǒng)耦合性，接口定義清晰明確，保證獨(dú)立子系統(tǒng)的健壯性高，降低故障跨系統(tǒng)擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)，從而將伸縮性的困難逐步分解到各個(gè)系統(tǒng)。
對系統(tǒng)進(jìn)行分級，集中力量，突出重點(diǎn)系統(tǒng)。當(dāng)當(dāng)網(wǎng)從賣場到交易流程均屬于一級系統(tǒng)，這部分系統(tǒng)直接關(guān)乎用戶體驗(yàn)和訂單量。在系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性等指標(biāo)上，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高于后臺系統(tǒng)。
優(yōu)先考慮用異步處理代替同步處理，做好系統(tǒng)異常的降級方案，保證有限的合格服務(wù)。
在描述電商平臺峰值系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之前，通過下圖可簡單了解當(dāng)當(dāng)網(wǎng)電商平臺的幾大組成系統(tǒng)：賣場系統(tǒng)，促銷、會員系統(tǒng)，商品管理系統(tǒng)，交易系統(tǒng)，訂單管理系統(tǒng)，倉儲與調(diào)撥系統(tǒng)，物流與配送系統(tǒng)，客服與退換貨系統(tǒng)等。
系統(tǒng)分級
對于電商網(wǎng)站，用戶體驗(yàn)是第一位的，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行是保證用戶良好體驗(yàn)的基礎(chǔ)。在資源有限的條件下，采取對系統(tǒng)進(jìn)行級別劃分的方式，對高級別系統(tǒng)保持重點(diǎn)關(guān)注，在設(shè)計(jì)、部署、監(jiān)控等方面確保高級別系統(tǒng)具備良好的伸縮性、健壯性和敏感度，能夠應(yīng)對電商業(yè)務(wù)中不確定的極限峰值沖擊。
當(dāng)當(dāng)網(wǎng)基于可能對用戶產(chǎn)生影響的程度與敏感度，將所有應(yīng)用系統(tǒng)分為三級，簡單描述如表。
依此標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)的一級系統(tǒng)主要包括賣場系統(tǒng)、商品詳情、價(jià)格系統(tǒng)、庫存系統(tǒng)、促銷系統(tǒng)、購物車、交易系統(tǒng)、支付系統(tǒng)、會員系統(tǒng)等。
二級系統(tǒng)則包括商品信息系統(tǒng)、訂單系統(tǒng)、ERP、倉儲系統(tǒng)、物流與干線運(yùn)輸系統(tǒng)等。
三級系統(tǒng)主要是結(jié)算系統(tǒng)、報(bào)表系統(tǒng)，以及運(yùn)營、活動管理類系統(tǒng)。
其中一級系統(tǒng)基本可分為兩類，第一類為面向用戶訪問的前端頁面，第二類為購買流程所涉及的系統(tǒng)。一級系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)是可用性，在設(shè)計(jì)和部署時(shí)都要高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求，要求具備完善的容錯降級機(jī)制，日常保持較低的系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)載，配置高級別的監(jiān)控告警流程，出現(xiàn)問題在要求的SLA標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)修復(fù)與解決。這兩類系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)功能定位不同，采用的技術(shù)也不同，前端頁面系統(tǒng)主要使用PHP語言，購買流程則主要由Java語言實(shí)現(xiàn)。
前端頁面系統(tǒng)是電商業(yè)務(wù)的流量入口，需解決的核心問題是保證大流量高并發(fā)情況下的快速展示可用，這方面業(yè)界已有較為成熟的解決方案，如CDN、緩存、靜態(tài)化、異步加載、與依賴的數(shù)據(jù)源解耦、同機(jī)部署、數(shù)據(jù)庫讀寫分離等。通過這樣的設(shè)計(jì)使前端無狀態(tài)頁面應(yīng)用可以水平擴(kuò)展，增加Web服務(wù)器即可提升系統(tǒng)能力。
為充分發(fā)揮系統(tǒng)資源潛力、提高性能，我們引入HHVM對PHP代碼進(jìn)行優(yōu)化加速，經(jīng)過性能測試驗(yàn)證，取得了顯著效果，性能提升超過100%?，F(xiàn)在當(dāng)當(dāng)網(wǎng)前端頁面系統(tǒng)具備支撐10倍流量沖擊的能力，面對超出極限的流量峰值，我們也有預(yù)案，主要采取延長緩存時(shí)效、本地靜態(tài)化方式，屏蔽峰值流量對后端系統(tǒng)的沖擊，并具備容錯機(jī)制，在后端非關(guān)鍵服務(wù)失效時(shí)優(yōu)雅展示等。賣場系統(tǒng)作為生成各種活動專題頁面的工廠，支持通過配置將頁面組件靜態(tài)化，以滿足更高訪問量的要求。
購買流程是電商業(yè)務(wù)流程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)問題，將使前面的引流、促銷、搜索、推薦等營銷成果付諸東流，因此購物車、交易系統(tǒng)和支付系統(tǒng)必須確保用戶購買結(jié)算過程的高效穩(wěn)定，并保證數(shù)據(jù)持久化的準(zhǔn)確性和一致性。
購物車與交易系統(tǒng)邏輯復(fù)雜，依賴服務(wù)眾多，其中交易流程的實(shí)現(xiàn)依賴超過100個(gè)服務(wù)。我們梳理出核心業(yè)務(wù)流程，再根據(jù)與核心業(yè)務(wù)流程的關(guān)系，區(qū)分出對服務(wù)的依賴性強(qiáng)弱。弱依賴服務(wù)如積分、禮券、收藏夾等，通過較好的容錯和降級機(jī)制，在業(yè)務(wù)量達(dá)到峰值時(shí)，可通過服務(wù)降級維持核心業(yè)務(wù)流程的穩(wěn)定運(yùn)行。對于強(qiáng)依賴服務(wù)中數(shù)據(jù)變化較少的配置查詢類服務(wù)，則通過緩存數(shù)據(jù)來降低服務(wù)依賴關(guān)系，犧牲部分?jǐn)?shù)據(jù)的及時(shí)性換取系統(tǒng)的健壯性。
交易型系統(tǒng)的業(yè)務(wù)，成功率是關(guān)鍵指標(biāo)，可能因?yàn)榉植际椒?wù)集群中部分實(shí)例異常或網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致調(diào)用強(qiáng)依賴的服務(wù)失敗，需要發(fā)起重試，為兼顧用戶體驗(yàn)和減少對系統(tǒng)資源的占用，采用設(shè)置較短超時(shí)時(shí)間及重試其他服務(wù)節(jié)點(diǎn)方式更為合理。經(jīng)過優(yōu)化，購買流程的系統(tǒng)可用性指標(biāo)達(dá)到了99.99%。
二級系統(tǒng)多數(shù)為后臺訂單與履約系統(tǒng)。在流量漏斗模型下，在一級系統(tǒng)內(nèi)形成訂單后，訂單流轉(zhuǎn)到二級系統(tǒng)，二級系統(tǒng)面對的峰值壓力要小得多。
二級系統(tǒng)多采用異步方式進(jìn)行系統(tǒng)交互，對于超出處理能力的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，異步機(jī)制削峰填谷，使系統(tǒng)得以在可控的壓力下運(yùn)行。系統(tǒng)資源占用維持在較高水位，既能充分利用系統(tǒng)資源，又可以保證較高的處理效能。當(dāng)然，異步機(jī)制帶來的延遲問題也必須控制在合理范圍之內(nèi)，在業(yè)務(wù)量驟增時(shí)可以容忍一定程度延遲。如果平時(shí)就經(jīng)常出現(xiàn)延遲，則需要進(jìn)行優(yōu)化，或者重新進(jìn)行容量規(guī)劃，提高系統(tǒng)整體的吞吐能力。2014年為應(yīng)對雙11及未來業(yè)務(wù)發(fā)展，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)對訂單系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了擴(kuò)容，規(guī)模達(dá)到之前的5倍，其他部分系統(tǒng)也進(jìn)一步分庫分表，使之具備承載更高業(yè)務(wù)峰值的能力。
系統(tǒng)分級是根據(jù)不同系統(tǒng)的特點(diǎn)，結(jié)合公司業(yè)務(wù)戰(zhàn)略關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行的差異化處理。電商業(yè)務(wù)鏈貫穿多個(gè)系統(tǒng)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都不容忽視。一級系統(tǒng)固然是核心優(yōu)化的重點(diǎn)，二三級別系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求也同樣嚴(yán)格。
我們對每個(gè)系統(tǒng)的可用性都有嚴(yán)格要求，并將監(jiān)控系統(tǒng)列為一級系統(tǒng)，時(shí)刻關(guān)注木桶理論中最短的那塊板子，我們的目標(biāo)是打造一套性能均衡，沒有明顯短板，日常能夠應(yīng)對5倍業(yè)務(wù)峰值壓力的電商系統(tǒng)平臺。
解耦與SOA實(shí)踐
經(jīng)過多年實(shí)踐，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)逐步完成系統(tǒng)架構(gòu)的SOA化改造，并通過SOA化，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)解耦與高內(nèi)聚，簡化了架構(gòu)復(fù)雜度，這是主流零售型電商平臺通常選擇的道路。基于分布式的服務(wù)使系統(tǒng)具備更強(qiáng)的伸縮性和擴(kuò)展性，系統(tǒng)瓶頸更易定位和優(yōu)化，滿足業(yè)務(wù)快速增長的需要。
SOA即面向服務(wù)的架構(gòu)，在業(yè)界并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但有一些公認(rèn)的設(shè)計(jì)原則：標(biāo)準(zhǔn)合約、松散耦合、服務(wù)抽象、可復(fù)用性、服務(wù)自治、無狀態(tài)性、可發(fā)現(xiàn)性、可組合性。
在實(shí)際應(yīng)用過程中，根據(jù)系統(tǒng)情況以其中部分原則為側(cè)重點(diǎn)，不求全責(zé)備，簡單實(shí)用為上。
2012年起，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)啟動一系列重點(diǎn)項(xiàng)目，首先對開放平臺進(jìn)行重構(gòu)，使開放平臺成為搭建在PIM、庫存、價(jià)格、促銷、訂單、TMS等主業(yè)務(wù)系統(tǒng)之上一套具備更靈活的擴(kuò)展性的業(yè)務(wù)平臺。
這次重構(gòu)是當(dāng)當(dāng)網(wǎng)近年的重大架構(gòu)調(diào)整之一，之后各主業(yè)務(wù)系統(tǒng)陸續(xù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)平臺化，支持多商家甚至是平臺級跨商家的業(yè)務(wù)模式。開放平臺將原有獨(dú)立管理的商家商品信息、訂單流程遷移至PIM系統(tǒng)和訂單系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，充分發(fā)揮服務(wù)的可復(fù)用性，減少重復(fù)邏輯的多點(diǎn)實(shí)現(xiàn)帶來的開發(fā)和維護(hù)成本。
商品信息是電商業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的核心主數(shù)據(jù)，是促銷、價(jià)格、庫存、禮券、搜索等系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源。PIM系統(tǒng)作為商品主數(shù)據(jù)系統(tǒng)，承擔(dān)著管理商品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、關(guān)系、品牌、類目和狀態(tài)等信息的職能，商品數(shù)據(jù)量在千萬級別。
PIM系統(tǒng)的SOA建設(shè)經(jīng)過了兩個(gè)階段。第一階段主要是實(shí)現(xiàn)服務(wù)化，因服務(wù)設(shè)計(jì)粒度過細(xì)，發(fā)布的服務(wù)達(dá)到數(shù)百個(gè)，其他系統(tǒng)要完成一個(gè)業(yè)務(wù)功能可能需要調(diào)用多個(gè)PIM服務(wù)，增加了服務(wù)使用方的邏輯復(fù)雜度，也帶來了更多的網(wǎng)絡(luò)交互開銷，不能稱為SOA的最佳實(shí)踐。
為此，又進(jìn)行了第二階段改造，將第一階段實(shí)現(xiàn)的服務(wù)定義為基礎(chǔ)服務(wù)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要將其組合，提供粗粒度的對外服務(wù)，解決了之前的問題。粗粒度服務(wù)能夠提供獨(dú)立的業(yè)務(wù)功能，可能同時(shí)依賴于多個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)服務(wù)，當(dāng)服務(wù)使用方因業(yè)務(wù)需要調(diào)用多個(gè)粗粒度服務(wù)時(shí)，可能會對同一個(gè)基礎(chǔ)服務(wù)發(fā)起多次訪問，產(chǎn)生疊加的系統(tǒng)壓力。我們經(jīng)過分析認(rèn)為，底層服務(wù)資源的消耗能夠簡化上層應(yīng)用邏輯，對于系統(tǒng)架構(gòu)層次的合理性更為有益，只要提高底層基礎(chǔ)服務(wù)的性能，上層服務(wù)能力將更具彈性。
遵循SOA的系統(tǒng)解耦有時(shí)會增加系統(tǒng)資源開銷，甚至降低部分服務(wù)性能指標(biāo)，但可使系統(tǒng)架構(gòu)更為清晰，增加服務(wù)復(fù)用性，具備更強(qiáng)的業(yè)務(wù)擴(kuò)展性，提高開發(fā)測試效率，降低開發(fā)運(yùn)維的人力成本，及時(shí)響應(yīng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，使IT系統(tǒng)重現(xiàn)活力。
通過上述系統(tǒng)架構(gòu)治理，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)以很少的臨時(shí)性系統(tǒng)準(zhǔn)備順利度過2013年雙11大促。
海量動態(tài)信息流的快速發(fā)布
當(dāng)當(dāng)網(wǎng)打造綜合品類電商平臺，開放商家入駐，隨之而來的是商品數(shù)據(jù)量迅速突破千萬。商品信息是電商業(yè)務(wù)流程前端的重要數(shù)據(jù)，是進(jìn)行營銷活動、生成訂單的基礎(chǔ)。商品信息在前臺有多種展示頁面，大規(guī)模營銷活動期間運(yùn)營人員需要進(jìn)行大量操作設(shè)置，價(jià)格、庫存等也會更為頻繁地更新。目前庫存日更新量峰值超過1500萬SKU的變化；價(jià)格日更新數(shù)據(jù)量達(dá)500萬以上SKU，極限峰值超過1000萬，每秒可能超過1萬。數(shù)據(jù)同步及時(shí)性、一致性指標(biāo)關(guān)乎用戶體驗(yàn)和營銷活動執(zhí)行效率，如此大量的數(shù)據(jù)，在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間高效穩(wěn)定傳輸，對系統(tǒng)架構(gòu)提出了很大的挑戰(zhàn)。
當(dāng)當(dāng)網(wǎng)的商品數(shù)據(jù)有多個(gè)來源，自營實(shí)物商品來源于ERP系統(tǒng)，電子書來源于數(shù)字業(yè)務(wù)系統(tǒng)，商家商品來源于開放平臺，最終這些商品的數(shù)據(jù)都由主業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的PIM、庫存系統(tǒng)、價(jià)格系統(tǒng)集中統(tǒng)一管理，再發(fā)布到搜索系統(tǒng)、推薦系統(tǒng)、前端頁面展示等系統(tǒng)。為了對商品信息中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)同步時(shí)效進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)建立了啄木鳥監(jiān)控系統(tǒng)，覆蓋了近20個(gè)信息流路徑數(shù)百個(gè)節(jié)點(diǎn)，對超出同步時(shí)限的環(huán)節(jié)自動報(bào)警，以便及時(shí)處理，避免發(fā)生嚴(yán)重的延遲。
商品的關(guān)鍵數(shù)據(jù)包括商品基本信息、庫存和價(jià)格，庫存和價(jià)格都依賴于商品基本信息，對于不同類型的數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)用場景區(qū)別對待。平臺化之后，每個(gè)商品都?xì)w屬于一個(gè)商家，以商家ID為維度進(jìn)行散列，將商品基本信息保存在數(shù)據(jù)庫中，支持水平擴(kuò)展，可以滿足商品數(shù)據(jù)不斷增長的需要。對于歷史版本的商品信息，則遷移至歷史版本庫，作為訂單交易快照供用戶查詢。庫存數(shù)據(jù)在前端展示只關(guān)注是否有貨，并不需要將每一次庫存變化同步，在庫存變?yōu)?或從0變?yōu)檎麛?shù)時(shí)觸發(fā)狀態(tài)同步，交易下單時(shí)實(shí)時(shí)查詢當(dāng)前庫存即可，此種變數(shù)量為狀態(tài)的方式極大地減少了同步數(shù)據(jù)量，提高了數(shù)據(jù)一致性。
價(jià)格屬于高度敏感的數(shù)據(jù)，對于手機(jī)專享價(jià)等類型，業(yè)務(wù)運(yùn)營有設(shè)置生效時(shí)間、失效時(shí)間的要求，為保證前端按照時(shí)間動態(tài)展示，我們將生效時(shí)間段數(shù)據(jù)也發(fā)布到前端系統(tǒng)，由使用方判斷當(dāng)前有效價(jià)格。圖2中給出了主要信息流。
即便已經(jīng)對不同類型的商品信息數(shù)據(jù)流進(jìn)行了差異化處理，仍然不能排除短時(shí)間內(nèi)會發(fā)生大量數(shù)據(jù)造成系統(tǒng)同步阻塞，影響正常業(yè)務(wù)運(yùn)營操作的及時(shí)發(fā)布。極端情況下，超出系統(tǒng)處理能力還可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。為解決此類問題，我們采用批量、異步、分流、限流等手段進(jìn)行處理。
批量、批次操作
限制API調(diào)用頻次的同時(shí)，我們提供批量API供商家對商品信息進(jìn)行更新，批量更新方式減少了各環(huán)節(jié)交互次數(shù)，提高了系統(tǒng)吞吐量，更好地貼合營銷活動中批量處理的需求。在系統(tǒng)內(nèi)部，批量方式能夠有效降低系統(tǒng)資源開銷，并能對頻繁更新的商品數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理，提高處理速度，使數(shù)據(jù)更新及時(shí)準(zhǔn)確。
增加異步處理，減少同步處理
信息流同步經(jīng)過多個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)處理邏輯和吞吐能力不同，采用同步機(jī)制可能導(dǎo)致上游系統(tǒng)將下游系統(tǒng)拖垮，因此采用異步機(jī)制最為穩(wěn)妥。異步方式有兩點(diǎn)好處：一方面起到緩沖的作用，下游系統(tǒng)依據(jù)自身能力控制處理數(shù)據(jù)量，避免遭受超負(fù)荷的沖擊，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)隔離解耦，一旦下游系統(tǒng)出現(xiàn)異常，上游系統(tǒng)仍然能正常處理數(shù)據(jù)，不至于引發(fā)連鎖反應(yīng)。
分流
不同的信息對處理時(shí)效的要求也不同，庫存、價(jià)格、商品上下架狀態(tài)同步及時(shí)性要求很高，而商品基本信息，如名稱、副標(biāo)題、詳情則相對較低。拆分不同的同步路徑，對及時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)配置更多的系統(tǒng)資源，既保障了敏感數(shù)據(jù)的及時(shí)性，又避免了數(shù)據(jù)積壓相互干擾。同理，針對三種不同的數(shù)據(jù)來源渠道（ERP、數(shù)字業(yè)務(wù)系統(tǒng)、開放平臺），也可通過分流方式保證自營實(shí)物、電子書和商家商品信息的及時(shí)同步。
限流
多數(shù)的商品數(shù)據(jù)來源于商家，商家會通過一些第三方系統(tǒng)與當(dāng)當(dāng)網(wǎng)開放平臺對接，調(diào)用API進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。一些不合理的同步機(jī)制設(shè)置會頻繁發(fā)起大量的數(shù)據(jù)同步請求，而多數(shù)請求屬于無效數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)難以識別，會浪費(fèi)大量的系統(tǒng)資源，干擾有效數(shù)據(jù)的處理。我們在開放平臺對每個(gè)商家調(diào)用API的頻次進(jìn)行限制，根據(jù)商家商品數(shù)量合理分配，有效地抑制了無效數(shù)據(jù)的泛濫。
隨著多年雙11和集中促銷模式的考驗(yàn)，電商系統(tǒng)的峰值設(shè)計(jì)理念和實(shí)踐已經(jīng)慢慢趨于成熟，但仍然是所有電商類公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)的最重要任務(wù)之一。
當(dāng)當(dāng)網(wǎng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的沉淀，積累了大量處理電商業(yè)務(wù)峰值的經(jīng)驗(yàn)。通過深入分析應(yīng)用場景，對系統(tǒng)進(jìn)行分級，SOA化完成系統(tǒng)解耦，并采用多種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高效處理發(fā)布，不斷提升系統(tǒng)吞吐能力，確保為用戶提供穩(wěn)定友好的購物服務(wù)體驗(yàn)，充分體現(xiàn)技術(shù)力量在產(chǎn)業(yè)中的重要作用。
促銷系統(tǒng)重構(gòu)
如今大規(guī)模促銷已經(jīng)成為大大小小的電商平臺及入駐商家運(yùn)營的常態(tài)。隨著業(yè)務(wù)的復(fù)雜化、運(yùn)營的精細(xì)化，以及品類、平臺、渠道的不斷豐富，各種新的促銷形式也層出不窮，貫穿從商品展示、搜索、購買、支付等整個(gè)流程，電商對于精細(xì)化、精準(zhǔn)化促銷運(yùn)營的需求也越來越強(qiáng)烈。
一次促銷活動幾十萬商品，一天之內(nèi)幾十個(gè)、上百個(gè)促銷活動已是家常便飯，至于入駐商家的常態(tài)促銷更是不勝枚舉。雙十一期間，電商平臺和商家更是會使出渾身解數(shù)，火力全開，無品不促銷。
促銷規(guī)則支持分時(shí)段設(shè)置，多個(gè)活動能夠疊加，促銷系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量甚至?xí)^商品信息系統(tǒng)，而且促銷內(nèi)容會根據(jù)執(zhí)行效果快速調(diào)整，這些都對促銷系統(tǒng)提出了更高的要求，促銷系統(tǒng)越強(qiáng)大，促銷活動才能玩得越瘋狂。
我們在重構(gòu)前面臨的狀況，是促銷模型比較陳舊、擴(kuò)展性差，促銷系統(tǒng)成熟度低、與其他系統(tǒng)耦合嚴(yán)重，新增一個(gè)促銷類型可能牽動從單品展示、搜索、推薦、購物車、交易、訂單、退換貨、庫存、價(jià)格、促銷自身等一系列產(chǎn)品線的變更。因此，促銷系統(tǒng)的重構(gòu)勢在必行，數(shù)據(jù)模型與運(yùn)營的貼合度決定的擴(kuò)展性、靈活性，系統(tǒng)解耦和更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，是核心改進(jìn)點(diǎn)。
最基本的促銷模型很簡單，如下圖：
在當(dāng)當(dāng)，有一些“類促銷”業(yè)務(wù)，從廣義上可以歸入促銷范疇，但業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)均不屬于促銷系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中，我們考慮將這類業(yè)務(wù)逐漸回收；另外，促銷系統(tǒng)能不能承擔(dān)一些營銷的功能？帶著這兩點(diǎn)考慮，在促銷基礎(chǔ)上進(jìn)一步抽象出活動模型。
什么是活動？我們認(rèn)為任何一個(gè)有時(shí)間范圍的事件/動作均可稱為活動，活動則抽象為三要素組成：基礎(chǔ)信息、維度（條件）、工具（動作）
例如，在11月1日10:00-12:00在第一會議室開雙十一準(zhǔn)備會，討論雙十一各系統(tǒng)需要準(zhǔn)備的事項(xiàng)，需要各系統(tǒng)負(fù)責(zé)人參加；那么這個(gè)活動的基礎(chǔ)信息包括時(shí)間（11月1日10:00-12:00）、主題（雙十一準(zhǔn)備會），維度包括地點(diǎn)（第一會議室）、與會人員（各系統(tǒng)負(fù)責(zé)人），工具（動作）包括議題以及討論本身。
那么推而廣之，理論上，只要有相應(yīng)的工具對接，可以用這個(gè)極簡的活動模型，去管理任何一類活動，這樣模型就變?yōu)榱藘蓪樱?br />
實(shí)際業(yè)務(wù)中我們遇到過的一些關(guān)于促銷計(jì)算單元的頭疼問題。買了一堆商品，到底哪幾個(gè)應(yīng)該作為一組計(jì)算條件和優(yōu)惠，在促銷疊加的場景這一點(diǎn)顯得更為復(fù)雜。所以我們引入作用域來定義這個(gè)計(jì)算單元的范圍。例如常規(guī)的限時(shí)搶促銷，每個(gè)SKU有自己的價(jià)格，那么SKU就是這個(gè)促銷的計(jì)算單元，也就是促銷的作用域；例如第二件5折，可能會按SPU來做，你買一個(gè)紅的一個(gè)藍(lán)的，還是能享受促銷，那么SPU成為了這個(gè)促銷的計(jì)算單元；諸如此類，現(xiàn)有及未來可擴(kuò)展的還有店鋪、品類、品牌等等。簡言之，這個(gè)作用域成為促銷計(jì)算引擎進(jìn)行計(jì)算單元分組的依據(jù)。于是模型又變成了這樣：
舉個(gè)例子，我們要在11月11日11:00-12:00針對IT技術(shù)類圖書進(jìn)行滿200元減100元促銷，購買過此類圖書的客戶每本書每人限購一冊。那么這個(gè)活動的基礎(chǔ)信息包括時(shí)間（11月11日11:00-12:00）、主題（程序猿光棍節(jié)福利）；維度包括商品品類（IT技術(shù)）、用戶范圍（購買過此類圖書的客戶）；工具是滿額減促銷、以金額滿200元為條件、減100元為優(yōu)惠，此外還有限購策略為限購1本，作用域?yàn)閰⑴c活動的所有商品；
可能這里會引發(fā)困擾，基礎(chǔ)信息的時(shí)間為何不能算做時(shí)間維度？維度也定義了一些限制條件，那和促銷工具模型里的條件有什么區(qū)別？時(shí)間之所以不歸入維度，是基于前面對活動的定義，時(shí)間范圍是必須的，而維度是可選的；促銷模型中的條件只對于促銷工具有效和有意義，而維度則有更廣泛的普適性，例如平臺、渠道、地區(qū)、用戶、商品等，與工具是什么并無關(guān)系。
基礎(chǔ)模型定型之后，我們開始著手解耦方面的設(shè)計(jì)：
首先是系統(tǒng)交互解耦，將直讀DB和存儲冗余促銷數(shù)據(jù)的系統(tǒng)修改為調(diào)用服務(wù)及監(jiān)聽MQ；然后是邏輯回收，包括將促銷校驗(yàn)與促銷計(jì)算提取為交易服務(wù)，將原先由購物車、交易系統(tǒng)自行處理的促銷邏輯回收；從業(yè)務(wù)上，將促銷工具的屬性進(jìn)行提取，諸如類型枚舉、促銷標(biāo)簽、限購策略、庫存策略等，以期外圍系統(tǒng)盡量少的關(guān)注促銷類型，通過促銷ID拿到所需信息直接使用；未來則關(guān)注于業(yè)務(wù)層面的梳理與整合，逐步回收適用于活動模型的其他“類促銷”業(yè)務(wù)。
系統(tǒng)解耦后，促銷系統(tǒng)需要提供各系統(tǒng)所需要的服務(wù)，必須具備更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和更好的性能表現(xiàn)。應(yīng)用架構(gòu)實(shí)現(xiàn)上，從前端頁面到后端邏輯，盡量避免有邏輯與促銷類型直接綁定，全部以插件化方式與促銷模型對接，完全根據(jù)促銷類型的配置進(jìn)行組裝。針對不同維度、條件、優(yōu)惠、促銷屬性，定制頁面模板及業(yè)務(wù)邏輯，使得新增一種促銷類型（在已有維度、條件、優(yōu)惠下）僅需配置即可完成。
促銷系統(tǒng)的查詢服務(wù)需要同時(shí)為多個(gè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，對TPS要求很高，同時(shí)促銷的時(shí)效性又要求很高的實(shí)時(shí)性。我們采用的方式是在數(shù)據(jù)庫前加Redis緩存，提高響應(yīng)速度，同時(shí)監(jiān)聽MQ，根據(jù)事件清理相應(yīng)的緩存數(shù)據(jù)。
這種設(shè)計(jì)方案也有一些可能的坑，例如Redis緩存雖然減輕了DB壓力，但對于計(jì)算密集型應(yīng)用并未減輕應(yīng)用服務(wù)器壓力，IO沒有節(jié)省還增加了序列化的開銷；事件驅(qū)動清理緩存在讀寫分離場景下，有可能比主從同步更快，造成緩存數(shù)據(jù)錯誤。這也是具體應(yīng)用中需要注意的地方。
促銷系統(tǒng)重構(gòu)上線后，使多渠道（終端）、多區(qū)域化營銷成為簡單易行的配置操作，顯著提高了當(dāng)當(dāng)運(yùn)營能力，當(dāng)當(dāng)雙十一呈現(xiàn)出更多的想象空間。
交易系統(tǒng)重構(gòu)
交易系統(tǒng)是客戶購物流程中最重要的環(huán)節(jié)，主要任務(wù)是完成購物車中商品信息獲取、拆單、促銷計(jì)算、配貨計(jì)算、運(yùn)費(fèi)計(jì)算、非現(xiàn)金支付的使用以及生成訂單等操作，聚合各方面業(yè)務(wù)邏輯，計(jì)算非常復(fù)雜，而且響應(yīng)速度影響購買轉(zhuǎn)化率，一旦出現(xiàn)故障，直接影響營業(yè)收入，可謂電商最為敏感的核心系統(tǒng)，決定對其進(jìn)行重構(gòu)需要極大的魄力。
當(dāng)當(dāng)原有交易系統(tǒng)采用.NET技術(shù)框架，運(yùn)行多年，很好的支撐了購買流程，但是弊端逐漸顯露。首先是技術(shù)體系屬于微軟系，每年要花費(fèi)大量成本購買服務(wù)；其次是隨著業(yè)務(wù)需求的不斷疊加，其結(jié)構(gòu)及可維護(hù)性逐年下降，尤其是眾多小版本結(jié)算的存在，使得功能擴(kuò)展異常艱難。
基于以上因素，交易系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)在2014年底啟動重構(gòu)項(xiàng)目，2015年10月底新老版本完成切換。此次重構(gòu)耗費(fèi)約1500人天，重構(gòu)代碼17萬行，全部切換至Java開源技術(shù)架構(gòu)，為公司節(jié)約大量成本，并進(jìn)行了架構(gòu)優(yōu)化，整體性能平均提升25%。
交易系統(tǒng)業(yè)務(wù)主流程圖如下：
交易系統(tǒng)重構(gòu)引入了許多業(yè)界成熟的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，主要有以下幾點(diǎn)：
1. 集中化配置
集中化配置方式，一點(diǎn)配置，所有實(shí)例可見，更易于管理，而且配置修改后，通過熱加載方式，立刻生效，快速便捷。而原有交易系統(tǒng)修改配置后，必須重啟系統(tǒng)才能生效。
2. 頁面緩存技術(shù)
用戶請求一次交易結(jié)算頁面，會調(diào)用各種后端服務(wù)，而由于邏輯的復(fù)雜性，每次服務(wù)調(diào)用都會調(diào)用訂單計(jì)算大流程，導(dǎo)致頁面刷新緩慢。新交易系統(tǒng)將大流程計(jì)算結(jié)果進(jìn)行緩存，在一次頁面請求范圍內(nèi)，后續(xù)調(diào)用直接用緩存結(jié)果，極大提高了頁面的刷新速度。
3. 小版本合并
由于歷史原因，交易系統(tǒng)存在很多版本的結(jié)算邏輯。最常用的是統(tǒng)一結(jié)算，還有一些特殊類型的結(jié)算，如秒殺、一鍵下單、補(bǔ)發(fā)貨等等，邏輯與統(tǒng)一結(jié)算稍有不同，統(tǒng)稱為小版本結(jié)算。因小版本結(jié)算與統(tǒng)一結(jié)算大部分邏輯相同，因此新交易系統(tǒng)將二者合到了一起，共享基礎(chǔ)邏輯，而不同的邏輯則單獨(dú)處理，極大提高了可維護(hù)性。
4. 灰度發(fā)布、無縫切換
借助了Nginx在運(yùn)行狀態(tài)下可以reload配置，而基本不影響對外提供服務(wù)的能力。每個(gè)Nginx負(fù)載兩臺應(yīng)用服務(wù)器，灰度發(fā)布時(shí)，將Nginx配置更改為只負(fù)載一臺應(yīng)用服務(wù)器，即可對另一臺進(jìn)行部署。用戶請求不會導(dǎo)向正在部署中的服務(wù)器，從而不影響用戶下單。
5. 并行比對
交易系統(tǒng)重構(gòu)后，盡管進(jìn)行了大量的測試，仍不能放心部署上線。因?yàn)榻灰紫到y(tǒng)的計(jì)算都和金錢有關(guān)，必須慎之又慎，我們提出了線上并行比對方案，根據(jù)老交易系統(tǒng)比對新交易，保證其邏輯正確。原理如下：
1） 用戶請求到達(dá)老交易系統(tǒng)
2） 根據(jù)條件將部分請求數(shù)據(jù)復(fù)制，發(fā)送至調(diào)用mock服務(wù)的新交易系統(tǒng)
3） 新老交易同時(shí)計(jì)算，結(jié)果存入各自的數(shù)據(jù)庫，但只有老交易結(jié)果對用戶公開
4） 對新老計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對
這樣，既實(shí)現(xiàn)了比對目的，又不會影響線上環(huán)境。
6. 分流
比對之后，新交易系統(tǒng)也不能立即全面上線，那樣可能有巨大風(fēng)險(xiǎn)。我們開發(fā)了分流功能，按照用戶id來分流，正式分流前，先使用測試白名單中的用戶進(jìn)行預(yù)驗(yàn)證。預(yù)驗(yàn)證通過后，再按比例由低至高逐步切換。
7. Web服務(wù)器按需伸縮
基于前面所講的灰度發(fā)布技術(shù)，新交易系統(tǒng)很容易做到按需伸縮。正常情況下，每個(gè)Nginx負(fù)載兩臺應(yīng)用服務(wù)器。雙十一需要擴(kuò)容時(shí)，將待擴(kuò)服務(wù)器ip地址加入Nginx配置，重新reload，該Nginx就可負(fù)載更多臺應(yīng)用服務(wù)器了。
交易系統(tǒng)上線后為備戰(zhàn)雙十一，確保萬無一失，利用老交易系統(tǒng)還未下線的條件進(jìn)行了線上壓測。為達(dá)到最準(zhǔn)確的測試效果，且不影響正常系統(tǒng)運(yùn)行，進(jìn)行了以下的準(zhǔn)備：
1. 測試環(huán)境、數(shù)據(jù)與生產(chǎn)環(huán)境一致
在準(zhǔn)備測試環(huán)境方面，為了保證測試結(jié)果更接近真實(shí)結(jié)果，本次測試使用線上環(huán)境，通過大量測試賬號對線上的真實(shí)促銷商品進(jìn)行測試，這樣也對新交易系統(tǒng)所依賴的各系統(tǒng)服務(wù)做了檢驗(yàn)。
2. 線上業(yè)務(wù)運(yùn)行保障
測試階段線上的請求切到老交易系統(tǒng)，壓測請求發(fā)送到新交易系統(tǒng)，使測試和生產(chǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行分離，保證了各自服務(wù)器資源的獨(dú)立性。在應(yīng)用服務(wù)器層面使測試過程不會影響到線上正常交易。
3. 攔截訂單回收庫存
由于使用線上環(huán)境測試，需要對測試訂單進(jìn)行攔截，避免進(jìn)入生產(chǎn)流程，并回收占用的庫存，使商品不會耗盡庫存，采用的方法是在自動審單系統(tǒng)中將測試賬戶加入黑名單，測試訂單提交后會被攔截，然后取消訂單釋放庫存。為防止測試過程占用了商品的全部庫存而影響線上銷售，測試商品池基數(shù)很大，并且過濾掉了庫存數(shù)量較少的商品，在執(zhí)行測試過程中控制每個(gè)商品的使用次數(shù)，保證可銷售庫存占用在安全范圍內(nèi)。
4. 惡意用戶策略控制
因?yàn)樵诮灰紫聠芜^程中包含惡意用戶判定的策略，會對用戶進(jìn)行隔離，禁止連續(xù)大量下單，線上壓測時(shí)根據(jù)實(shí)際情況短時(shí)間內(nèi)調(diào)整了安全級別，保證訂單成功率。
經(jīng)過多輪線上壓測，新交易系統(tǒng)的高可用性得到驗(yàn)證，得到了實(shí)際性能指標(biāo)，并根據(jù)雙十一流量估算進(jìn)行了擴(kuò)容部署，將以嶄新的面貌為廣大客戶提供穩(wěn)定可靠便捷的網(wǎng)購服務(wù)。
