浅谈系统架构的几个方面

今天心血来潮，突然想起以前对于架构设计的理解，也是多年来总结的一个结果，分享给大家，欢迎拍砖！

我从三方面来阐述架构设计吧：

一、高性能（High Performance)

高性能我觉得分三个方面：

1. 基础软件的高效性：基础软件的服务能力，在很多程度上决定了系统的吞吐能力，因此将基础软件的性能提升到极致非常重要，可以大面积节省设备成本。往往解决同一个问题，可以有多种基础软件选择，比如web server，可选的基础软件也比较多，比如apache、lighthttpd, nginx等，如果解决同样的问题，那么选择性能好的就可以有更高的吞吐，我们公司大力发展自主研发的基础软件，因此也当不断提升基础软件的性能，效益大大的。

2. 缓存的设计：缓存的设计，对于任何一个需要提高性能和吞吐能力的系统，都是非常关键的要素。cpu架构体系如此，内存条架构如此，软件设计更是如此。针对不同的场景，应该设计不同的缓存工具，页面缓存用squid，数据键值对用memcache或redis。缓存工具应该根据应用场景的不同，提供不同的缓存工具，这样利于在特定场景中，将缓存的性能提升到极致。

3. cdn等服务的合理使用：如果是web程序，那么使用cdn太重要了，可以将访问量的85%以上由几百个cdn节点来分担，有效减轻主服务器的访问压力。

我个人不赞同用一种缓存软件，解决所有缓存问题，这样的情况，往往在某些场景下，性能不是最出色的。

一个缓存工具解决一类问题，我们可以将缓存类型进行分类，制作出不同种类的缓存工具，解决全方位的问题，并且保持非常高的性能。

有些数据量很大，需要的缓存也很大，如果全部用内存，那估计成本非常高；

有些数据量很小，但是访问量非常大，那就应该全部用内存；

有些数据量虽然很大，但是访问量大的集中在一小部分数据，那么这部分焦点缓存，就应该在内存中，根据合理的算法，让焦点进入缓存；

有些数据量很大，访问也非常分散，不可能全部放入内存，这个情况比较难办，但是总能设计出专有系统解决访问效率问题。

缓存设计中，有一个核心指标，就是缓存命中率。这个指标很关键，缓存设计是否成功，看这个指标就ok了。

3. 减少io、网络调用（或开销）：一个高性能的系统，应该尽量减少io和网络调用，因为这些都是慢速设备，性能本身就不是很理想，如果调用量特别大的话，系统整体性能就降下来了。一个系统的整体性能如何，不是由最快的部分决定的，而是最慢的部分决定的。这个我们现实生活中也经常见到，一台电脑，cpu性能超高，就是内存很小，速度马上就下来了，因为需要大量的进行磁盘操作。因此，减少慢速设备的访问，基本做到没有io开销，这是理想的系统设计目标。

我个人对于互联网的架构体系中的逻辑层保持疑问？完全没必要跨网络访问，也同样可以做到分层开发，跨网络访问不但导致内部带宽使用量很高，而且性能上也不是最理想的，最恐怖的是跨机房模块调用，大量消耗网络带宽，降低系统整体性能。

    4. 数据库的访问性能优化：数据库索引的建立，数据库参数的调优也很关键，数据库是个典型的慢速设备，mysql之类的数据库都是很早以前设计的，在目前海量访问的背景下跑的比较吃力，腾讯云的云数据做了软硬件各方面的优化，qps最高可达24万，是个不错的选择。

5. 前端web类优化：前端web页面设计，我非常赞同yslow的14条，对于网站类产品，其实性能优化工作，对于页面进行优化是和后台性能优化同等重要的。除了yslow的14条之外，我个人觉得页面尺寸，js、css尺寸也要做相应的规范。腾讯在这方面做的很好，首屏页面打开时间都非常快。

二、高可靠性（High Available)

高可靠性，我所理解的就是容灾能力，当系统故障发生时，系统能够无间断的提供服务，这个业界是有些衡量方法的。

SLA（Service Level Agreement)：服务品质协议。这个词运营那边应该会经常听到，但是架构设计时需要考虑可靠性的问题，再配合运营的一些手段。我们经常听到99.99%的可靠性，就是说允许：365天*0.01%=52.56（分钟），允许全年故障时间为53分钟，99.999%的可靠性就是全年故障时间5分钟。

为了做到上面的可靠性，在系统设计时，我们经常需要考虑的问题是：系统还有单点吗？系统故障时，能自动将故障机切换掉吗？我们是不是做了相应的冗备，是不是机房也做了冗备（成本有点高哦，但是公司总体做机房冗备，平均成本应该能下来）？我们的系统有健康检查机制吗，能不能在用户发现故障前，就已经探测到，脚本并且做了自动化切换？等等。

为了做到可靠性，现在也有不少工具，用于不同场景，lvs, haproxy, heartbeat， keepalived等等，如果没有现成的可用工具，那就自己写脚本实现健康检测吧。

要检测一个服务是否正常？用它，是最好的健康检测机制。

三、高扩展性(High Scalable)

扩展性：系统是否可以不断横向扩展下去，如果性能遭遇整体性能瓶颈，好的系统应该只要增加设备，就能扩大吞吐！

我们在设计系统时，每个层面都应该是可以横向扩展的。

今天就说这个多吧！