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网站建设
别再吐槽12306了!有本事你来写架构

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我曾在淘宝写过一段时间代码,2012年在一家百强民企做电商副总,当时在极为艰苦的条件下带队开发了一个B2C网站,走支付宝和银联支付通道,年营业额千万级(当然实在太少了,我只是说这个网站投入了实际的运营)。

也就在那个时候,我对12306嗤之以鼻,觉得他们做得太烂了,认为自己能带队花几百万半年时间做个好的出来。于是我狂妄地想做一个开源的订票系统给他们。我花了一个星期时间思考建立数据模型,思考到库存这一步的时候,我才发现,12306的库存复杂性比淘宝、京东高很多倍,运算量也大很多倍。传统的分布式数据库、缓存、负载均衡技术并不能恰好满足12306的需求。

在平时,12306也就是个正常的电商网站。但一到黄金周,12306就是一个全站所有商品都秒杀,所有SKU都是动态库存的变态。

即使不考虑线下既有的电话、代售点等渠道,要实现一个12306,最少最少也是千万级别的硬件投入(这是当时的估算,没有精算,可能与实际相差较大,总之,我说得不一定对,12306的业务也许没我说的那么复杂,但也绝不是某些人喷的那么简单),软件和人力另算。那些叫嚣只要40台服务器、只要2个架构师4个程序员、大谈分库分表和前端CDN的人们,只是纸上谈兵罢了。所谓初生牛犊不怕虎,做了三年CMS和BBS,就以这个经验来喷12306,未免太天真了。

媒体人喷12306,是他们不懂技术,没有能力和耐心来分析背后的难度。技术人员喷,则是因为大部分的技术人员在短时间思考时,容易陷入过于乐观的误区,经典的例子就是估算工作量,程序员们往往容易估算出一个超短的工期,把写程序的工作乐观地想象成了打字员照稿敲键盘的工作。

知乎那篇文章,我觉得不是洗地。排名第一和第二的答案都说得很客观。淘宝技术是比12306强大很多倍,淘宝现在的系统也是花了10倍于12306的钱、时间和人才做起来的。根本原因还是铁路运力不能满足春运需求,淘宝也解决不了这个问题。

12306这一年来进步非常大。从前段动画验证码、分时段抢票,到后端去小型机、虚拟化、内存数据库的运用。可以说,12306是中国政府机关做的最强大的网站(电商系统),能在短短一两年内做出这样的改变,几乎是个奇迹,就连一些市场化的民企都望尘莫及,甚至一些上市公司都比不上它!(比如51job和ctrip)。

事非经过不知难,在网上批判12306的人,大部分还是形成了【国企 = 垄断 + 腐败 + 低效 】的思维定势。小部分是真的轻视了它的难度。

至于12306一期工程3个亿(含硬件)贵不贵我不评价,我只提供一个数字供参考,百度一年的研发费用(不含硬件)是10亿,这个数字来自百度财报。网上能查到。3亿看起来好大一个数字,真用到超大型的电商系统、搜索引擎系统里面,其实也不算什么天文数字了。

再解释一下,为什么秒杀压力大,以及为什么12306的动态库存很复杂。

秒杀

2013年12月25日前后,天猫搞了一个圣诞季积分兑换活动,持续几天。25号上午10点12分,放出了15000个天猫魔盒(淘宝集市有人卖,大概190-230块),从成交记录上看,是19秒内全部抢完。

实际上,我也参加秒杀了,那天的题目特别简单(请输入xxx汉字的拼音首字母),我应该是5秒内答题完成并提交订单,结果告诉我排队的人太多,挤不进去,并提示14秒以后重试。人太多就是因为题目太简单了,门槛越低,5秒内挤进去的人也越多嘛,如果题目换成【2克浓度为3%的U235在大亚湾核电站能发多少KW的电】,5分钟之内也不会有1万5千人跟我竞争。

我想,14秒以后哪还有我的事情呀,于是重新答题秒杀,结果出现了服务器错误的页面。反复刷新几次,就告诉秒杀结束了。

在群里问了一下同事,有不到10个人回答我,都说没秒到(也可能秒到的人闷声发大财,不回复我)。

淘宝是什么技术水平呢,淘宝有至少4000技术人员,至少4万台服务器(这都是两年前的公开数据了,按规定可以谈论),2013年11月11日成交额351亿,2012年全年成交额超过1万亿。

淘宝拥有各种自主研发团队:服务器、交换机(网上可以搜索到淘宝公开的绿色服务器开放标准);操作系统(Linux Kernel taobao版,yunos手机操作系统是阿里云的,暂时不计入)、Web服务器(Tengine)、Java语言虚拟机(JVM taobao版)、数据库(MySQL内核 taobao版,google和facebook也有自己的版本,HBase淘宝版、还有自己全部从头开发的OceanBase)、负载均衡器(LVS,LVS始创人就在淘宝,担任研究员)、Java运行容器(Jboss,其创始人之一,王文彬,也在淘宝,担任副总裁)。

淘宝还有数不清的开源项目和中间件,如高性能Java通信中间件HSF、分布式数据库中间件TDDL、异步消息系统notify等等等等。

以淘宝这样的技术水平,也不能做到秒杀时让每个用户都没有拥挤感,为什么呢?

一是要尊重物理原理,一台服务器一秒钟能承受的计算量是有极限的,任你怎么优化,采用多高效的算法和编程语言,都突破不了某个极限,比方说汽车发动机驱动的F1赛车至今也不能突破400公里的时速(超音速推进号那个1千多公里的时速不能算,那是飞机引擎驱动的)。再往深了说,就不容易懂了。感兴趣的可以从著名的C10K问题开始看起。

二是要考虑经济效益,十一黄金周的时候,北京主城区到八达岭长城的路堵得严严实实,但不能因为黄金周的高峰,就把这段路修成长安街那样10车道的高速公路。否则的话,花费天文数字(真的是天文数字,12306那3个亿大概只够修1-3公里)。修了一段路,黄金周是可以飙到80公里/小时了,可平时呢,拿来给两边的居民晒谷子?

淘宝目前的硬件和带宽数量,已经超出日常运营的需求了,就是留了相当大的余量给大促销(众所周知的是双十一,双十二,其实基本每个季度都有大促销,每个月都有促销,甚至天天都在促销——聚划算)。amazon当年就是为了应对黑色星期五的大促销购置了大量的服务器,平时订单量没那么大了,amazon就把富余的服务器拿来搞云计算了。顺便说一下,阿里云是当今中国第一世界数一数二的云计算服务商,和amazon走的路也有点像。

动态库存

淘宝秒杀天猫魔盒的时候,只有一个商品(行话叫做SKU),它的库存是15000个。有一个人秒杀到了,库存就减1,19秒卖完的,一秒要成功产生789个订单(下订单的请求可能是8万个,只是可能啊,非实际数字,也可能是1万个,用于说明一下壮观程度)。想象一下,你在广场上卖火车票,一秒钟有8万人举着钱对你喊:卖给我!

上过大学的人都知道,比秒小的时间单位还有毫秒、皮秒、飞秒。但交易系统登记一个交易可不像电子绕着原子核跑一圈那么简单,它要做这些事:检查是否恶意访问、取到系统时间、取到顾客默认收货地址、核对顾客秒杀资格(当时的规定是天猫T2.T3达人)、生成订单号、把顾客ID系统时间订单号收货地址写入订单系统、扣除顾客天猫积分、商品库存减一、给顾客打标记(每人只能秒一个,下次不能秒了)等等,这每一件事都要花费毫秒级别的时间,这些操作加起来的时间可能是接近1秒级别的,但由于淘宝的服务器比较强悍,而且采用了分布式和集群技术,结果比1秒理想一点。但即使有1万台服务器,也不能把这个时间稀释成万分之一秒,因为,商品只有一种,它有15000个库存,对应的数据库记录只有一行,所有的交易请求都要到这里来处理。