導語

本文重點介紹了海爾電商平臺的架構方案，也用不少篇幅闡述面臨的場景和挑戰(zhàn)，以及在架構方案決策過程中的關注點。其實作為一個優(yōu)秀的電商平臺，提供極致的用戶體驗、讓技術最大化地創(chuàng)造價值，才是架構的終極目標。

多數(shù)電商平臺都會經(jīng)歷相似的過程，流量和業(yè)績每年以幾倍至十幾倍的速度增長，每年都要接受幾次大規(guī)模、全方位的系統(tǒng)檢閱，例如雙11、周年慶等購物狂歡節(jié)，期間流量和訂單可能是日常的十幾倍甚至幾十倍，產(chǎn)生的峰值對平臺形成極其強烈的沖擊，對電商平臺的架構帶來巨大的考驗。因此，對電商平臺的規(guī)劃和架構工作不僅要高瞻遠矚，而且要細致入微，否則將導致平臺無法滿足高速增長的業(yè)務發(fā)展，細微處的失誤也可能造成嚴重后果，不僅影響業(yè)務指標的實現(xiàn)，還可能導致對系統(tǒng)進行重新架構，勞時費力又傷錢。

從2012年開始，海爾進入了網(wǎng)絡化發(fā)展階段，企業(yè)平臺化、用戶個性化和員工創(chuàng)客化的“三化”做法為電商的蓬勃發(fā)展提供了很好的土壤，也是海爾在面對互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型時的一個重點。海爾電商平臺在發(fā)展過程中也同樣經(jīng)歷了上述的問題。下面就拋磚引玉，為大家分享海爾電商平臺應對電商峰值的架構設計經(jīng)驗。

站在巨人肩膀上的SOA架構

隨著電商業(yè)務開展和業(yè)績增長，系統(tǒng)結(jié)構和邏輯變得越來越復雜。為應對業(yè)務規(guī)模和復雜性的增長，需要將系統(tǒng)按照細分專業(yè)領域拆分；為應對流量和交易的增長，需要將網(wǎng)站進行大量子站拆分。這種狀況下，SOA在保持清晰的系統(tǒng)結(jié)構和良好的邏輯組織方面提供了有力保障，為業(yè)務優(yōu)化調(diào)整及新業(yè)務的開展帶來巨大收益。

通過服務封裝和嚴格分離，為電商平臺實現(xiàn)高伸縮性打下堅實基礎。實現(xiàn)高伸縮性的主要工作集中在服務內(nèi)部，對客戶端影響的評估和改造工作也變得非常清晰。這將大大降低了實現(xiàn)高伸縮性的難度、工作量和實施周期。

Dubbo是阿里提供的一個優(yōu)秀的開源服務框架，在高并發(fā)情況下具有優(yōu)秀的性能表現(xiàn)，海爾電商的SOA架構全面基于Dubbo服務框架。關于Dubbo框架的詳細介紹可以參考GitHub上的Dubbo項目文檔。下面對Dubbo框架工作機制進行簡單介紹。

如圖1所示，每個服務提供者啟動時都會注冊到注冊中心，并且通過長連接與注冊中心保持心跳檢測。這樣注冊中心就擁有一份完整、可用的服務提供者清單，某個服務提供者下線或由于故障中斷，注冊中心都能感知到并從清單中刪除這個提供者。消費者啟動時從注冊中心獲得服務提供者清單，并與提供者建立長連接，后續(xù)直接調(diào)用服務提供者，不再經(jīng)過注冊中心，避免注冊中心成為瓶頸。每個消費者同樣與注冊中心保持長連接，這樣有新的提供者注冊或者某個提供者下線，都由注冊中心通知到每個消費者。消費者在調(diào)用服務提供者時支持各種負載均衡和故障容錯策略。監(jiān)控中心則負責運行狀態(tài)統(tǒng)計，例如每分鐘的調(diào)用次數(shù)和平均耗時等。

圖1 Dubbo服務部署架構示意圖

Dubbo框架不僅實現(xiàn)了高性能、高可用性，而且使用方便，擴展性非常好。海爾電商所有服務都基于Dubbo框架開發(fā)，圖2是系統(tǒng)整體SOA架構情況。

圖2 海爾電商SOA架構示意圖

魚與熊掌兼得的產(chǎn)品服務架構

面臨的挑戰(zhàn)

產(chǎn)品的檢索和展示在電商平臺中具有舉足輕重的地位，貫穿用戶瀏覽、購物整個過程，以及訂單交付全流程。產(chǎn)品服務需要為整個平臺提供數(shù)據(jù)請求和檢索服務，而各品類的產(chǎn)品差異性非常大，這給產(chǎn)品服務設計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

• 負載權重高。電商平臺中幾乎每一個前臺頁面都與產(chǎn)品展示和檢索相關，產(chǎn)品服務的負載在整個平臺中占比非常高，對產(chǎn)品服務的請求量可能達到整站流量的幾倍、幾十倍。在電商活動高峰期間，核心系統(tǒng)中首當其沖的便是產(chǎn)品服務。因此，產(chǎn)品服務的設計必須滿足高可用性，并且實現(xiàn)良好的性能和高伸縮性。

• 產(chǎn)品差異性大。不同品類的產(chǎn)品具有不同維度的屬性和規(guī)格參數(shù)，產(chǎn)品結(jié)構的設計必須具備足夠的通用性和靈活性，才能良好地滿足電商平臺多品類運營的要求，以及在平臺、品類擴展時可以提供快速的響應支持。

• 全方位檢索、排序。讓用戶方便快捷地在大量產(chǎn)品中找到自己滿意的產(chǎn)品，是電商平臺用戶體驗和信息架構中非常關鍵的一點。除了關鍵詞搜索、按類目檢索瀏覽之外，還需要提供按常用屬性進行檢索。在深入優(yōu)化用戶體驗時，可能會提出更復雜的檢索處理邏輯，例如組合屬性檢索，自動根據(jù)檢索結(jié)果反過濾掉無結(jié)果的類目和屬性，展示符合各個屬性條件的商品個數(shù)，以及實時地結(jié)合大數(shù)據(jù)分析結(jié)果添加更多自動化、智能化的策略等。

將頁面或者部分頁面的靜態(tài)化是一種非常有效的優(yōu)化方式，可以極大地降低對后臺服務和數(shù)據(jù)的請求。但靜態(tài)化帶來的最大弊端就是服務端喪失了控制力，使得一些深入的自動化、智能化策略難以應用。因此，我們希望通過提升服務端的性能和伸縮性，來避免靜態(tài)化的方案。

性能和伸縮性是電商平臺的關鍵指標。為了保障系統(tǒng)性能和伸縮性，不少時候我們需要犧牲或者完全拒絕某些功能，或者降低系統(tǒng)的靈活性和擴展性等。在產(chǎn)品服務架構設計階段，我們努力思考和研究著一種可以魚和熊掌兼得的解決方案。

解決方案

如圖3所示，在數(shù)據(jù)庫層允許復雜的產(chǎn)品存儲結(jié)構設計，以細粒度、深度優(yōu)化的關系模型充分實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的通用性、可擴展性。在數(shù)據(jù)模型設計時完全不用關心客戶端檢索查找的復雜性和性能問題。

圖3 產(chǎn)品服務邏輯架構示意圖

產(chǎn)品查詢引擎將復雜的數(shù)據(jù)存儲模型封裝成一個簡單的邏輯模型。這個邏輯模型實現(xiàn)的效果，完全等同于產(chǎn)品的所有屬性都存儲在同一張數(shù)據(jù)庫表中，邏輯模型的每個屬性對應數(shù)據(jù)庫表中的一個字段。在這個邏輯模型的基礎上實現(xiàn)了一個簡潔的DSL，供客戶端進行檢索查詢。客戶端工作在邏輯模型和DSL之上，檢索查詢簡單、靈活，同樣完全不用關心產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲模型的復雜性和性能問題。

產(chǎn)品查詢語言DSL

產(chǎn)品查詢語言DSL的語法類似SQL中的where條件語法，任何一個開發(fā)人員都很容易掌握?？蛻舳藢SL表達式傳給服務端，即可得到滿足條件的產(chǎn)品列表及相關屬性數(shù)據(jù)（圖4）。

圖4 查詢語言DSL工作原理

DSL還支持中文語法，更方便使用，尤其對于業(yè)務人員進行復雜的后臺檢索查詢，或者為前臺頁面及欄位設置產(chǎn)品展示的過濾條件等情況。

產(chǎn)品查詢引擎

圖5描述了查詢引擎的核心組件及關鍵的執(zhí)行流、數(shù)據(jù)流。編譯器基于Antlr開發(fā)，職責是將DSL表達式編譯為語法樹，并完成一系列編譯優(yōu)化操作。執(zhí)行引擎使用語法樹逐個對產(chǎn)品進行匹配，得到符合條件的產(chǎn)品列表。智能排序引擎基于產(chǎn)品綜合競爭力評估模型，為結(jié)果集進行排序，實現(xiàn)最大化提升轉(zhuǎn)換率的目的。結(jié)果構造器則根據(jù)客戶端在調(diào)用服務時指定的要求，將客戶端所需屬性加載到結(jié)果集中。

圖5 查詢引擎工作機制

在服務啟動時將產(chǎn)品數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存中，通過訂閱MQ消息隊列，在數(shù)據(jù)發(fā)生變化時刷新有變化的數(shù)據(jù)。

產(chǎn)品服務架構

產(chǎn)品服務分不同集群進行部署，面向Web應用和其他服務的集群在運行期間幾乎不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫請求，因此不管網(wǎng)站訪問量和交易量多高，數(shù)據(jù)庫都不會產(chǎn)生壓力瓶頸。在系統(tǒng)峰值期間，只需為Web和服務添加服務器即可，實現(xiàn)了高伸縮目標。

效果

• 性能：最高峰值2.6億次/天，平均耗時60毫秒/次，后續(xù)對編譯器和執(zhí)行引擎進行優(yōu)化，性能還有更大的提升空間。

• 伸縮性：在一定條件下接近線性伸縮，所有使用產(chǎn)品服務的地方無須出于性能和系統(tǒng)壓力原因額外設計其他方案，直接調(diào)用產(chǎn)品服務即可。

• 通用性：不會因為電商平臺性能和伸縮性要求而受到任何限制，可以像開發(fā)內(nèi)部管理系統(tǒng)PDM一樣設計產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，并且直接用于其他在線服務和前臺Web應用，盡可能達到通用靈活的目的。

• 擴展性：通過邏輯模型屏蔽了底層的數(shù)據(jù)模型，將數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化、擴展工作量以及影響范圍降低到最小限度，提升了電商平臺中產(chǎn)品服務的可維護性和擴展性。

以查詢引擎為核心的產(chǎn)品服務是一個魚與熊掌兼得的架構設計案例，通用性、擴展性、伸縮性等在電商平臺中相互制約、矛盾的一組核心架構目標全部得到滿足。

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作者劉志斌，海爾電商首席架構師

來源：CSDN

原文：http://kb.cnblogs.com/page/511435/

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