大家下午好,在座的大部分都是技术开发者,技术开发者往往对微博这个产品非常关心。最晚的一次,是12点多收到一个邮件说想了解一下微博底层是怎么构架的。很多技术人员对微博的构架非常感兴趣,就是一个明星他有300万粉丝,这个技术怎么来实现?今天在这里跟大家分享一下微博的底层机构,让大家对微博的底层技术有更好的了解。另外不管是做客户端、1.0、2.0、论坛、博客都要考虑架构的问题,架构实际上是有一些共性的。今天我通过讲解微博里面的一些架构,分析一下架构里面哪些共性大家可以参考。
首先给大家介绍一下微博架构发展的历程。新浪微博在短短一年时间内从零发展到五千万用户,我们的基层架构也发展了几个版本。第一版就是是非常快的,我们可以非常快的实现我们的模块。我们看一下技术特点,微博这个产品从架构上来分析,它需要解决的是发表和订阅的问题。我们第一版采用的是推的消息模式,假如说我们一个明星用户他有10万个粉丝,那就是说用户发表一条微博的时候,我们把这个微博消息攒成10万份,这样就是很简单了,第一版的架构实际上就是这两行字。第一颁的技术细节,典型的微博加载失败LAMP架构,是使用Myisam搜索引擎,它的优点就是速度非常快。另外一个是MPSS,就是多个端口可以布置在服务器上。为什么使用MPSS?假如说我们做一个互联网应用,这个应用里面有三个单元,我们可以由三种部署方式。我们可以把三个单元部署在三台服务器上,另外一种部署模式就是这三个单元部署在每个
服务器上都有。这个解决了两个问题,一个是负载均衡,因为每一个单元都有多个结点处理,另外一个是可以防止单点故障。如果我们按照模式一来做的话,任何一个结点有故障就会影响我们系统服务,如果模式二的话,任何一个结点发生故障我们的整体都不会受到影响的。
我们微博第一版上线之后,用户非常喜欢这个产品,用户数增长非常迅速。我们技术上碰到几个问题。第一个问题是发表会出现延迟现象,尤其是明星用户他的粉丝多。另外系统处理明星用户发表时候的延迟,可能会影响到其他的用户,因为其他的用户同一时间发表的话,也会受到这个系统的影响。我们就考虑这个系统怎么改进。首先是推模式,这肯定是延迟的首要原因,我们要把这个问题解决掉。其次我们的用户越来越多,这个数据库表从一百万到一亿,数据规模不一样处理方式是有差别的。我们第一版单库单表的模式,当用户数量增多的时候,它不能满足就需要进行拆分。第二个是锁表的问题,我们考虑的是更改引擎。另外一个是发表过慢,我们考虑的是异步模式。
第二版我们进行了模块化,我们首先做了一个层,做了拆分,最右边的发表做了异步模式。第二个服务层,我们把微博基础的单元设计成服务层一个一个模块,最大是对推模式进
行了改进。首先看一下投递模式的优化,首先我们要思考推模式,如果我们做一下改进把用户分成有效和无效的用户。我们一个用户比如说有一百个粉丝,我发一条微博的时候不需要推给一百个粉丝,因为可能有50个粉丝不会马上来看,这样同步推送给他们,相当于做无用功。我们把用户分成有效和无效之后,我们把他们做一下区分,比如说当天登陆过的人我们分成有效用户的话,只需要发送给当天登陆过的粉丝,这样压力马上就减轻了,另外投递的延迟也减小了。
我们再看数据的拆分,数据拆分有很多方式,很多互联网产品最常用的方法,比如说如可以按照用户的UID来拆分。但是微博用户的一个特点就是说大家访问的都是最近的服务器,所以我们考虑微博的数据我们按照时间拆分,比如说一个月发一张表,这样就解决了我们不同时间的惟度可以有不同的拆分方式。第二个考虑就是要把内容和索引分开存放。假如说一条微博发表的地址是索引数据,内容是内容数据。假如说我们分开的话,内容就简单的变成了一种key-value的方式,key-value是最容易扩展的一种数据。比如说一个用户发表了一千条微博,这一千条微博我们接口前端要分页放,比如说用户需要访问第五页,那我们需要迅速定位到这个记录。假如说我们把这个索引拆分成一个月一张表,我们记录上很难判断第五页在哪张表里,我们需要索引所有的表。如果这个地方不能拆分,那我们系统上就会有一个
非常大的瓶颈。最后我们想了一个方法,就是说索引上做了一个二次索引,改变我们还是按照时间拆分,但是我们把每个月记录的偏移记下来,就是一个月这个用户发表了多少条,ID是哪里,就是按照这些数据迅速把记录出来。
异步处理,发表是一个非常繁重的操作,它要入库、统计索引、进入后台,如果我们要把所有的索引都做完用户需要前端等待很长的时间,如果有一个环节失败的话,用户得到的提示是发表失败,但是入库已经成功。所以我们做了一个异步操作,就是发表成功我们就提示成功,然后我们在后台慢慢的消息队列慢慢的做完。另外新浪发表了一个很重要的产品叫做MemcacheQ,我们去年做了一个对大规模部署非常有利的指令,就是stats queue,适合大规模运维。
第二版我们做了这些改进之后,微博的用户和访问量并没有停止,还有很多新的问题出现。比如说系统问题,单点故障导致的雪崩,第二个是访问速度问题因为国内网络环境复杂,会有用户反映说在不同地区访问图片、js这些速度会有问题。另外一个是数据压力以及峰值,MySql复制延迟、慢查询,另外就是热门事件,比如说世界杯,可能会导致用户每秒发表的内容达到几百条。我们考虑如何改进,首先系统方面循序任意模块失败。另外静态内
容,第一步我们用CDN来加速,另外数据的压力以及峰值,我们需要将数据、功能、部署尽可能的拆分,然后提前进行容量规划。
另一方面我们还有平台化的需求,去年11月我们就说要做开放平台,开放平台的需求是有差异的,Web系统它有用户行为才有请求,但是API系统特别是客户端的应用,只要用户一开机就会有请求,直到他关闭电脑这种请求一直会不间断的过来,另外用户行为很难预测。
系统规模在持续的增大,另外也有平台化的需求,我们新架构应该怎么做才能满足这些需要?我们看一下同行,比如说Google怎么样考虑这个问题的?Google首席科学家讲过一句话,就是一个大的复杂的系统,应该要分解成很多小的服务。比如说我们在Google执行一个搜索查询的话,实际上这个操作会调动内部一百多个服务。因此,我们第三版的考虑就是先有服务才有接口最后才有应用,我们才能把这个系统做大。
现在我们看一下第三版,首先我们把底层的东西分成基础服务,基础服务里面比如说分布式的存储,还有分层,我们做了一些去中心化、自动化的操作。在基础服务之上有平台服务,我们把微博常用的应用做成各种小的服务。然后我们还有应用服务,这个是专门考虑平台各种应用的需求。最上面我们有API,API就是新浪微博各种第三方应用都在上面跑。四
平台服务和应用服务是分开的,这样实现了模块隔离,即使应用服务访问量过大的话,平台服务不会首先影响。另外我们把微博的引擎进行了改进,实现了一个分层关系。用户的关注关系,我们改成一个多惟度的索引结构,性能极大的提高。第四个层面就是计数器的改进,新版我们改成了基于偏移的思路,就是一个用户他原来读的一个ID比如说是10000,系统最系的ID是10002的话,我们和清楚他有两条未读。原来的版本是采用绝对技术的,这个用户有几条未读都是用一个存储结构的话,就容易产生一致性的问题,采用这种偏移的技术基本上不会出错。
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