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# 04 | 可扩展架构案例（一）：电商平台架构是如何演变的？
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你好，我是王庆友。
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上一讲中，我们介绍了如何打造一个可扩展的架构。今天，我就针对最近十几年电商平台的架构变化过程，来具体说明下，为了支持业务的快速发展，架构是如何一步步演进的。
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从2003年淘宝上线开始，国内电商平台经历了高速的发展，在这个过程中，系统遇到了很多的挑战，比如说:
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* 如何针对当前的业务现状，选择合适的架构呢？
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* 如何在业务发展过程中，升级改造架构，并保证系统的平滑过渡呢？
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接下来，我会结合自己的工作实践，和你一起探讨架构的演变历程，你可以从中了解到各种架构的优劣点和适用性，然后在实际工作中选择合适的架构。
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这里，我总结了国内电商平台架构发展的大致过程，你可以结合图片参考下。
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我们可以看到，从最初的单体架构到最新的中台架构，架构的可扩展性越来越强，这些都是系统不断适应业务复杂化的结果。下面，我就结合电商业务的变化，按照顺序和你介绍下各个架构。因为篇幅的原因，对于中台架构，我会放在后面的文章里重点介绍。
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## 单体架构
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在单体架构中，只有一个应用，所有代码跑在一个进程，所有的表放在一个DB里。第一代电商平台都是单体架构，比如说淘宝，在最初的3年，它的系统就是一个巨大的单体应用。
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单体应用内部一般采用分层结构，从上到下，一般分为表示层、业务层、数据访问层、DB层。表示层负责用户体验，业务层负责业务逻辑，数据访问层负责DB的数据存取。
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我们可以看到，各个层的职责，正好对应业务处理的不同阶段，所以，单体架构在水平方向上，通过层次化的划分，降低了业务的深度复杂性（所谓的业务深度，指的是业务流程从开始到结束的长度）。
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不过在垂直方向上，单体应用缺乏清晰的边界，上下层模块之间是多对多的网状依赖关系，比如业务层的某个模块（上图中BO1），可能调用数据访问层的所有模块（DAO1~3）， 同样的道理，数据访问层的某个模块，也可能被业务层的所有业务模块给调用。
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所以，单体架构中的模块只是在逻辑上独立，并没有在物理上严格分开，导致系统在落地时，模块的职责和边界划分比较随意，相应地，模块之间的依赖关系也比较模糊。所以，**在单体架构中，模块结构是否合理，很大程度上依赖于开发者的个人水平。**
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在电商发展的初期，业务并不复杂，比如前台的首页、搜索页、详情页、结算页等，页面的功能都比较简单，可以放在一个应用里处理，这样，使用单体架构就可以快速落地系统。但当业务开始变得复杂时，每个页面都发展为一个独立的业务体系，比如说首页，它原先展示相对固定的内容，现在发展为一个动态的千人千面系统。
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这样一来，业务的复杂度急剧上升，模块的数量也大幅度增加了，我们就很难在单体架构里，通过构建一个清晰的模块体系来支持系统的扩展。而且，所有代码放在一个代码库里管理，如果多团队并行开发的话，很容易发生代码冲突，这样也难以满足系统的快速扩展。
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举个例子，07年的时候，eBay网站总体上也是一个单体应用，它的核心工程有数百万行代码，由于代码合并和编译非常复杂，他们甚至有专门的团队负责代码合并，有专门的团队负责编译脚本开发，另外还有一套复杂的火车模型，来协调不同团队之间的并行开发和上线。
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所以，当业务系统的体量变大时，单体架构的弊端就充分暴露出来了，我们就需要对系统进行有效的拆分，比如把首页、搜索页、详情页、结算页拆成一个个独立的应用，分别进行管理。于是，分布式架构就应运而生了。
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## 分布式架构
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分布式架构，简单来说就是系统由多个独立的应用组成，它们互相协作，成为一个整体。
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分布式架构包括了多个应用，每个应用分别负责不同的业务线，当一个应用需要另一个应用的功能时，会通过API接口进行调用。在分布式架构中，API接口属于应用的一部分，它和表示层共享底层的业务逻辑，你可以认为，API相当于应用在实现本身业务的基础上，开了个小窗口，给外部使用。
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关于分布式的具体架构，你可以参考下图：
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你可以看到，分布式架构在单体应用的基础上，进一步对系统按照业务线，进行了业务广度上的切分（所谓业务广度，指的是不同业务线的数量），这样就把一个大系统的业务复杂度，分割成多个小业务的复杂度，从而降低了整体的复杂度。通过拆分后，各个应用之间的耦合度低，就可以很好地支持多团队的并行开发。
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但分布式架构也有局限性，作为应用的开发者，除了要满足自身业务的需求之外，同时还需要考虑外部业务的需求，这两部分经常会打架。比如，由于自身业务的需求，引起底层的业务逻辑修改，这时会同时影响API接口功能，导致其他业务受影响；同样的道理，外部业务需求过来，需要API接口做调整，即使不影响底层业务逻辑，也会导致整个应用重新部署，影响自身业务的稳定性。
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另外，在分布式架构下，每个应用都是从头到尾，自搭一套完整的体系，导致业务之间重复造轮子，造成资源浪费。举个例子，在2008年，淘宝还没有开始服务化改造之前，不同业务线的用户、商品、订单逻辑非常类似，导致了整个系统有超过1/3的核心代码重复。
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所以，你可以发现，**分布式架构适用于业务相关性低、耦合少的业务系统**。举个例子，企业内部的管理系统，分别服务于不同的职能部门，比如财务系统和HR系统，就比较适合按照分布式架构去落地。
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但在电商场景下，业务都是围绕交易展开的，各个页面（应用）都需要和商品、用户、订单、库存打交道，对于这样业务相互依赖、应用之间需要紧密协作的场景，在系统架构方面，是否有更好的手段，可以更高效地集成这些应用呢？
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答案是有的，SOA架构就可以有效地解决这个问题。 接下来，我们就具体了解下。
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## SOA架构
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SOA架构（Service Oriented Architecture）是一种面向服务的架构，它的发展经历了两个阶段：传统的SOA架构，它解决的是企业内部大量异构系统集成的问题；新的SOA架构，它解决的是系统重复建设的问题。下面我就来和你详细介绍一下。
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从2000年开始，很多传统企业进入了信息化建设高潮，先后采购了很多系统，比如ERP、OA、CRM等等。这些系统都是由不同的供应商提供的，落地后，就形成了很多的信息孤岛。随着业务的发展，企业需要打通这些不同的系统，那么问题来了，这些系统使用不同的技术，事先也没有提供开放接口给外部使用，那我们如何才能有效地集成这些系统呢？
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解决的办法是，每个系统首先把外部需要的能力，封装为一个个粗粒度的接口，打包成一个独立的服务；然后，外部系统通过这个服务访问系统内部，解决不同系统相互集成的问题。经过这样的改造，系统最后就变成了一个面向服务的SOA架构。
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这就是一个传统的SOA架构，如下图所示：
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你可以看到，在SOA架构中，每个服务都对应一个现有的系统，所有这些服务都部署在一个中心化的平台上，我们称之为企业服务总线ESB（Enterprise Service Bus），ESB负责管理所有调用过程的技术复杂性，包括服务的注册和路由、各种通信协议的支持等等。
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比如说，09年的时候，eBay就基于Axis 2，开发了自己的SOA框架，让各个系统通过提供标准的服务，来满足外部调用需求。 比如后台搜索系统，本身是C++开发的，但是它通过提供Java服务，封装常见的搜索功能，就方便了其他系统（大多是Java）和搜索系统进行集成。
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以上讲的是传统SOA架构，它主要用于解决遗留系统的集成问题。而新的SOA架构，它利用服务共享的思想，解决系统的重复开发问题。
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举个淘宝的例子，淘宝的系统基本是自建的，系统相互打通的问题不大。但经过一段时间的自然生长，系统重复建设的问题很突出，前面也提到，有超过1/3的核心代码重复。针对这种情况，我们就可以通过服务化手段，把通用的逻辑和数据从各个业务系统里抽取出来，封装成独立的服务，提供给所有业务进行共享。
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基于这个思路，淘宝花了2~3年时间，先后落地了用户、商品、订单、库存、店铺、营销等服务，搭建了共享服务体系。通过共享，淘宝不仅提升了开发效率和质量，也加强了系统的扩展能力。
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新的SOA架构如下图所示：
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所以我们可以看到，相对于分布式架构，SOA架构给系统的扩展带来了一系列的好处：
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* 首先，它通过服务化思想，提供更好的业务封装性，并通过标准技术，能更友好地对外输出业务能力；
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* 其次，SOA服务不依附于某个具体应用，它可以独立地部署和扩展，这样避免了直接影响现有的系统；
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* 最后，服务通过封装通用的业务逻辑，可以供所有应用共享，解决了重复造轮子的问题。
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不过，虽然SOA服务化的思想很好，但在系统实现上比较重，落地比较困难。**那有没有更轻量级的架构，使得系统各个部分更容易构建和相互协作呢？**
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这时候，微服务架构便悄悄地登场了。
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## 微服务架构
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关于微服务，大家都不陌生，但究竟什么是微服务，每个人的理解可能都不一样。接下来，我就基于自己的服务化实践，和你分享我的看法。
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微服务概念的提出，一开始是用来和单体架构做区分的。我们知道，单体架构和分布式架构，实际上都是围绕一个大的业务线来构建应用，当业务变得复杂时，就无法做到模块边界和依赖关系的清晰划分，模块局部的调整往往会导致系统整体的调整，使得系统很难扩展。
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**而微服务围绕更小的业务单元构建独立的应用。**
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比如说，一个飞机航班预订系统，我们可以把它划分为预订航班、时间表查询、计算票价、分配座位等几个小应用（微服务）来落地。那么经过划分后，每个小应用都比较简单，只关注于一个业务功能即可。
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这里要注意的是，每个微服务，都是负责端到端的业务，包括前端的UI展现部分和后端业务逻辑。微服务的团队成员可能包括产品、开发、测试、运维等人员，由这个小团队负责应用的整个生命周期管理。
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因此，从一定程度上说，微服务叫做微应用，或者说微产品，更合适一点，你也可以认为微服务架构是拆分得更细的分布式架构。
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另外，微服务强调围绕业务，进行清晰的业务和数据边界划分，并通过良好定义的接口输出业务能力，这和SOA架构里的服务有点类似。**但两者不同的地方在于，微服务是去中心化的，不需要SOA架构中ESB的集中管理方式。**
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一方面，**微服务强调所谓的哑管道**，即客户端可以通过HTTP等简单的技术手段，访问微服务，避免重的通信协议和数据编码支持。另一方面，**微服务强调智能终端**，所有的业务逻辑包含在微服务内部，不需要额外的中间层提供业务规则处理。
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这样子，微服务提供方可以自由地选择语言和工具，来落地微服务，服务的部署和维护上也更灵活，从这个意义上来说，你也可以认为微服务是轻量级的SOA服务。
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所以说，微服务兼有应用和服务的特征，你可以把微服务理解为：
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> **微服务=小应用+小服务。**
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以上就是微服务架构设计的初衷，但在实践中，我们更多地把微服务当做一个小服务，而不是一个端到端的小应用，那么为什么会这样呢？这里有几个原因。
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首先，我们很难把一个大系统，按照端到端业务的方式，拆分为一个个应用；而拆分为服务是比较灵活的，我们可以把系统核心的业务逻辑和数据封装成服务，其它部分还是以应用的方式落地。另一方面，微服务要求团队人员跨多个职能，构建独立的小团队，来负责服务完整的生命周期，这就需要把现有的职能团队打散后重组，这种人员组织的调整实际上也很难落地。
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我们可以看到，微服务强调围绕端到端的小业务功能，通过组建跨职能的团队，来进行落地，这只是一种理想化的做法。所以，**在实践中，我们往往弱化微服务的小应用定位，然后扩大化微服务小服务的定位，我们不再强调端到端的业务封装，而是可以有各种类型的微服务。**
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比如说，封装底层基础业务的是共享微服务，封装流程的是聚合微服务，封装具体业务场景的服务端是应用微服务，封装基础中间件（如Redis缓存、消息推送）的是系统微服务。当然，这些服务在具体落地时，我们还是采取去中心化的机制，使用轻量级的通讯框架，最后把它们打造成一个个技术上轻量级的、功能职责上细分的微服务。
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所以，基于这样的思路，微服务就很容易构建，同时，也像水电煤一样，容易被我们使用。然后，我们在这个基础上组装微服务，像搭积木一样搭建系统，这样的系统更具弹性，更容易扩展。
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**值得注意的是，我们需要对服务依赖关系进行有效的管理，打造一个有序的微服务体系**。否则的话，东一个服务，西一个服务，这样会让系统变得碎片化，难以维护和扩展。
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所以我这里也放了一张图，来帮助你理解，一个有序的层次化微服务体系大致是什么样子的。
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## 总结
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今天，我与你分享了电商平台架构的发展过程，从单体架构到分布式架构，再到SOA架构和微服务架构，每种架构都针对前一种架构的缺点做了改进，架构的扩展性也变得越来越好，可以满足更高的业务复杂性要求。
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但值得注意的是，每种架构都有两面性，既有优点，又有缺点，在实际系统中，这些架构也都是并存的。**架构没有最好，只有最合适的**。我们做架构设计时，一定要根据当前业务的特点，选择合适的架构。
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通过今天的分享，相信你对架构的扩展性有了更深入的理解，也能够根据公司的业务现状，进行更合理的架构选型了。
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**最后，给你留个思考题**：现在人人都在落地微服务，你在这方面有什么经验和教训吗？
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欢迎你在留言区与大家分享你的答案，如果你在学习和实践的过程中，有什么问题或者思考，也欢迎给我留言，我们一起讨论。感谢阅读，我们下期再见。
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