談談網站架構設計開發的一些來龍去脈

這篇就當成最近研究網站架構問題的一個小小的總結記錄，當然肯定不全面，這個領域很大的。后面如果有新的認知，繼續補充說明。但是核心的概念和基本原理搞明白就好辦，剩下的就是工具應用和開發細節問題了。不過，“細節出魔鬼”，可別以為架構師的活好做。

架構這個問題怎么出現的？

當然是信息社會從單機時代推進到網絡時代的產物。單機時代，大家一般買臺PC，裝個Windows，自己搗鼓著玩。各種應用基本都是隔離的。如果你想傳輸數據，軟盤、刻錄光盤、拷貝硬盤…因為即便后來有了點網絡應用，幾十K的網速你還能傳啥呢。所以那個時候，應用軟件、游戲等等基本都是軟盤/光盤發行，網絡還指望不上。

這個時代的軟件系統也很粗糙，哪里談的上架構思想，單機能正常跑就不錯了，知足吧。后來有點進步，出現所謂“C/S”、“B/S”架構的應用模式，還處于原始階段。

架構思維和相關技術，是跟著網絡時代的迅猛發展到來的。網速開始提升，大量的網民出現，海量的信息開始上網，各種網絡應用迅速發展，網游、電商等等。最近10年，移動端風生水起，原本的桌面操作系統成了終端的一種，不再是主角。外部環境的變化和需求，催生了相關技術的發展。原本的單機應用，紛紛轉移到網絡，再延伸到手機端。Windows應用時代的開發技術，明顯不夠了。以前的程序，裝到機器上，如果出現崩潰、性能差，還可能是本機環境/硬件問題導致的，軟件就你一個人用，跟別人無關。可是網站面向全世界，最少面向一個國家的網民開放，運營的好，就是巨量的用戶在使用，如果癱瘓大家都不能打開，影響巨大。在系統設計、開發里面，這種情況下要考慮的問題是跟前面的時代截然不同的。

即使是手機應用程序，后面基本還是網站相關的技術在支撐，因為要跟Web整合。全靠自己自定義協議和模式？哪里有使用已有的成熟工業技術來的可靠，開發的快，擴展還容易。

我看到的架構知識和技術，大半來自于流量巨大的大型網站，特別是電商網站。這其實很容易理解的。電商這些年發展的非常快，網站經常搞促銷、秒殺。這些活動，給網站系統帶來極大的挑戰，壓力很大，相關的開發人員經過反復探索，總結出了很好的知識。阿里巴巴雙11的零點那一瞬間的流量，足以擊垮任何未經精心準備的系統。熱門產品的秒殺，瞬間的流量也十分的巨大。海量數據、高并發需求，是很典型的特征。這個時候，別指望什么單機的性能可以解決多少問題了，無論什么軟件/硬件，上限很快就到了，向上擴展單機處理性能是不行的。

怎么辦？谷歌怎么干的？難道谷歌搞了幾個巨無霸服務器做搜索服務？沒用的，它早就發現行不通。其它場景也是類似的道理。

網站架構核心的理念是什么？

其實我覺得并不復雜，核心性質的東西大都是很簡單的。

架構的理念，就是不斷找到系統的瓶頸和弱點，采用分而治之、緩存、異步等手段逐漸化解，并平衡處理系統各項要求（性能、安全、可用性、伸縮性、擴展性…）的過程。由此形成了架構。

很好理解，就是：兵來將擋，水來土掩。架構必須做設計規劃，你必須得懂得要做什么。但是又不能過度設計，不必也不能完全抄襲大網站的做法，要適合自己。“淘寶就是這么做的！” – 你不是淘寶，你也不是谷歌。業務需求變化快，留個適度冗余就夠了，不然會很浪費資源。架構是隨著業務變的，如果沒業務需要你變個啥。

單機思維要徹底拋棄才行。用戶瀏覽器訪問網站頁面，從打開網址，到最后看到結果，中間是一個較長的操作鏈條。通常的訪問順序是這樣：瀏覽器發出請求->DNS解析域名->瀏覽器連接服務器->服務器訪問數據庫->服務器計算數據結果->返回數據給瀏覽器。文章其實就是從每個鏈條里面做。每個不同的動作，都有增加擴展、分解流量的機會，于是乎，架構產生，系統開始膨脹起來了。

DNS解析域名，可以智能化解析到不同的地域，不同的服務器區域，就近分配計算資源。

瀏覽器連接服務器，可以使用負載均衡、反向代理等技術，接入服務器集群，把訪問分散到不同的設備上，卻可以返回同樣的結果。

服務器訪問數據庫，可以根據數據庫讀多寫少的現象，做讀寫分離。還可以采用NoSQL應用，緩存熱點數據，可以分割業務區塊，緩解數據庫訪問的壓力。再后面還可以做訪問代理，數據存儲集群化。

服務器計算數據結果，可以采用合適的語言和技術，適度緩存數據。可以采用消息隊列、RPC，異步處理，平滑訪問洪峰。

返回數據給瀏覽器，系統可以加CDN，靜態資源就近訪問。可以大力使用瀏覽器緩存手段，規避不需要的更新和訪問需要。

看吧，每項事務，后面都是一堆學問，都是非常專業的工作。由此才需要各類專業人才通力合作完成。當然，因為IT產業的發展，每個鏈條都有不錯的資源/專業服務商/軟件包/工具鏈/中間件產品，開發出來供選擇使用。具體在需要的時候，研究使用細節、如何搭配就可以了。

好多地方，是需要的時候再用。好多的事情，不遇到你也想不出關鍵點在什么地方，坑在哪里，所以坦然接受吧。

網站架構的常見演化路徑是什么？

用圖表示比較理想，這里直接抄來吧，圖片來自李智慧的書《大型網站技術架構-核心原理與案例分析》。注意，它的變化不是固定的，千萬別死板的套用，因為它是電商的，它的演化過程、設計不一定適合你的應用，要學會靈活應對。

1、初始階段的網站架構

2、應用服務和數據服務分離

3、網站使用緩存

4、應用服務器集群部署

5、數據庫讀寫分離

6、網站使用反向代理和CDN加速訪問

7、使用分布式文件和分布式數據庫系統

8、使用NoSQL系統和搜索引擎

9、應用拆分

10、分布式服務

網站架構常用的工具包是什么？

實際上要根據需求和業務特性進行適當的選擇，這些工具包都是為了解決具體問題而開發的。但是通常用的產品，基本都是Linux平臺上的開源產品，很多中間件/工具包使用Java開發 – 它是常青樹是有原因的。但中小型網站使用PHP也很多，因為數據的量級內還足夠處理，開發又方便，成本更低。一些產品使用很廣泛，比如NoSQL類的Redis，已經幾乎成了架構標配，甚至一開始就可以用它緩存系統的熱點數據，減少數據庫訪問和計算。

其它工具包，在需要的時候去找合適的采用。

隨著信息化社會的發展進步，新的產品/應用還會出現，系統的架構還會進一步演化，適應需求。

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