系统架构优化的几点建议

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背景

一家新公司,刚开始的由于业务功能单一,往往是单台服务器,单个 web server 就提供了所有功能。使用的用户也比较少,所以为了可以快速开发迭代上线,数据也全是放入数据中,如 mysql、mongo 中。当业务增多,用户增多时,这样的系统架构就不能满足需求了。这时候就需要做系统拆分和性能优化了。

系统拆分

一般拆分系统都是按功能模块拆分,比如在一个简单的电商项目,一般购物流程是浏览商品 -> 下单 -> 付款 -> 发货 -> 评价这么几个步骤。在最初的系统里,我们为了快速的开发上线,可能所有的功能全放一个项目中实现。当商品或用户数量增多时,这样的系统架构是满足不了需求的,可能导致用户访问速度变慢,影响用户体验,直接导致用户流失。

那这时候该怎么办呐?就像公司刚开始时,一个程序员既干前端的活又干后端的活,还有做测试和运维。当业务在高速发展时,他一个人一天就算上 24 小时都是干不完的。那怎么办?招人呗。在招个前端,测试,运维,自己专心做后端的工作。

这个模式就可以搬到我们的系统中来,由以前的一个系统,拆分为多个,那怎么拆才是合适的?

这里我按功能来简单的拆分,分为用户系统、商品系统、订单系统、支付系统、物流系统和评价系统。用户系统用来提供登录和鉴权相关服务,商品系统用来提供商品相关服务,订单系统用来提供订单相关服务,支付系统用来管理支付相关服务等等。

这样一来,由以前的单台服务升级为多台服务,每台服务提供自己的服务,分担服务器压力从而提升系统响应。

当服务在遇到,服务拆分后还需要横向扩展,就是把拆分后的服务部署多台,就好比一个部门招多个人一样。它的好处是提升系统的可用性和分担服务压力,更好的为用户提供服务。

系统优化

上面我们聊到了系统拆分,实际上系统优化是和它并行的,或者说可以在系统拆分之前的。这里主要的优化是代码逻辑、慢 SQL 优化、部分逻辑同步转异步等等优化。

代码逻辑优化,比如删除一些不需要的代码,减少以前的多层嵌套循环,把循环的单个插入改为批量插入。主要是提升代码执行的效率,有可能是空间换时间,有可能是算法的优化等等。

慢 SQL 优化,系统刚开始由于数据量小,用户量也少,SQL 查询感觉不到慢。当数据量和用户上去后,就会明显感觉到查询变慢。通常 SQL 优化就是给经常需要查询的字段加索引,如果可以加联合索引的优先加联合索引。索引也不是越多越好,需要额外的空间存储索引,并且会影响插入删除等性能。

同步转异步,就是通知类的消息或者短信发送什么的,不是需要强同步的,最好用消息队列异步的方式实现,这样可以提升系统的响应。

缓存

对系统优化,一个很重要的手段,就是加缓存。我们都知道内存的读取速度比硬盘快很多,通过空间换时间,来提升系统响应速度。在分布式系统中,一般使用分布式缓存,如 redis 等缓存,在使用中要主要数据一致性问题,特别是修改和删除数据时,要注意更新缓存。

除了用 redis 来缓存外,我们还可以使用本地内存来缓存一些基本不变的参数、配置等等。或者缓存访问频率很高的数据,不过要注意数据更新问题。

加了缓存,提升了系统的响应,相应的也给开发带来了复杂性,特别是数据的一致性,不过,为了系统的性能,这些复杂性也是必要的。

最后

个人觉得,最好在系统刚开始设计的时候就多想下,按大的功能模块拆开,服务之间内部调用。这样的好处是当用户增长很快的时候,基本可以快速扩容,不用急着去重构,并且服务之间解耦和逻辑清晰。

提升系统的性能主要是拆分、代码优化和加缓存等,它们也可以一起进行,也可以分开进行,可根据实际情况而定。当然,如果项目周期允许的情况下,在开始开发的时候就考虑到这些,到用户真正上来时也不慌,直接加机器就可以抵御。

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正文完
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