淘宝技术发展(Java时代:创造技术-Tair)

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TFS的开发,让淘宝的图片功能得到了充分的发挥。同TFS一样,很多技术都是在产品的推动下得到发展的。在讲下面的技术之前,有必要说说那些年,我们一起做过的几个产品。

先说个比较悲剧的——【团购】,这个团购可不是现在满大街挂的那种groupon类型的模式,在groupon出生之前,在2006年,淘宝的产品经理一 灯就提出了“团购”这种产品。一灯最初的设想是让买家在社区发起团购,“团长”找到足够的人之后,去跟卖家砍价,这类似于现在蘑菇街的“自由团”。但由于 种种原因,在开发的时候产品的功能做了裁剪,跟最初的设想比起来偏离了一点,变成了让卖家设置团购价,在买家达到指定的数量之后,以团购价成交。这个功能 看起来是结合了淘宝一口价和荷兰拍的另一种交易模式,但不幸没有支撑下去,这种交易方式最大的弱点就是让买家看到了卖家的底牌,即便达不到团购的数量,他 们也往团购的价格上砍。当时为了引流量,淘宝网开辟了团购专区,实诚的卖家在达不到团购数量的时候,被砍价砍亏了,狡猾的卖家干脆提高原价,利用这个专区 做促销。在接下来的两年里这个产品沦落成了促销工具(话说现在满大街的团购,其实也就是促销)。这个产品,让研发人员对“产品”这个概念有了深刻的认识。

淘宝技术发展(Java时代:创造技术-Tair)

 

再说一个更加悲剧的——【我的淘宝】,我的淘宝是给会员管理自己的商品、交易、收货地址、评价、投诉的地方,这个地方由于登录之后才能看到,所以风格跟外 面完全不一样,很长时间都没有优化过,样子丑,用户操作也不方便,如果一个人有很多商品,上下架需要一个一个的操作,非常麻烦(想想那些卖书的)。这时候 一个重要人物登场了,承志(现在的蘑菇街CEO,他让我把他描写的帅一点),他给我们演示了最牛叉的前端交互技术,就是Gmail上那种Ajax的交互方 式,可以拖动、可以用右键、可以组合键选择、操作完毕还不刷新页面,管理商品如有神助,帅呆了。我是这个项目的项目经理,一灯是产品经理,我们再拉上万剑 和一伙工程师就开搞了。热火朝天的干了三个月,快要完成的时候,老马不知道怎么回事突然出现在我身后,看我操作了一遍新版我的淘宝之后,问我这是不是客户 端软件,我说是网页,他抓狂了,说这跟客户端软件一样,链接底下连线都木有,上下架用文件夹表示,我都不知道怎么操作了,卖家肯定也不会玩。

淘宝技术发展(Java时代:创造技术-Tair)

 

老马果然是神一样的人物,他说的应验了,淘宝历史上第一个群体性事件爆发了,试用完新版本的我的淘宝之后,很多卖家愤怒了,说不会玩。一灯就和承志一起商 量怎么把页面改得像个网页一点,改了半个月,愤怒依然没有平息。我很无奈地看着这两个人在那里坚持,然后跟老板们商量怎么办。后来我们用了一个很挫的方法 给自己一个台阶,到论坛上让大家投票要不要使用新版我的淘宝,投票结果是一半以上的反对。于是这么十来个人做了3个月的系统被杀掉了。这让我非常沮丧,但 最痛苦的还不是这个,我们下线之后,另外一拨卖家不满了,说这么好的功能怎么没有了?啊~~~你们怎么不早点站出来,亲?这个产品带给我们的是新技术 (Ajax)的尝试,还有就是新技术对用户操作习惯的改变,一定要慎之又慎。另外还有一点没有总结好的教训,就是应对群体事件的时候,我们手足无措,在后 来【招财进宝】和淘宝商城出现群体性事件的时候,我发现悲剧在重演。

 

说到【招财进宝】,这个是最悲剧的产品。到2006年五一的时候,一个划时代的项目启动了(我苦逼的连续失去了两个五一节,前面一个是2005年做支付宝 系统)。财神说要用最好的项目阵容,我被选中了,这一下子让我觉得我能划分到最好的员工之类,在【我的淘宝】这个产品中严重受伤的心又痊愈了。这是一个商 品P4P的系统,就是按成交付费。我们认为已经有很多卖家有钱了,但淘宝上这么多的商品,他们很难被找到,卖家愿意花钱让商品排在前面。我们允许卖家购买 广告位,把他的商品按一定算法给个排名(类似于百度的竞价排名,但不仅仅看他出了多少钱,还有信用、成交量、被收藏数量等等,这个算法搞的巨复杂)。这是 一个多么牛叉的盈利模式啊!

 

这个系统进行的很顺利,但发布的时候,更大的群体性事件出来了,买家们质疑:你们不是承诺3年不收费么?收广告费不是收费么?后来我们的竞争对手又推波助 澜,公关公司和圈子里各路大侠上蹿下跳,甚至同行搞了个“一键搬家”的功能来收纳我们的会员。一时之间,舆论哗然,各种矛头都指了过来。为了收场,我们又 一次在论坛里面让用户投票决定产品是否下线,同【我的淘宝】一样,以悲剧收场。也如同【我的淘宝】一样,下线后,一拨尝到甜头的卖家说,这么好的功能怎么 没有了?(直到后来yahoo中国合并过来之后,开发了淘宝直通车,才以类似的产品形态满足了这部分需求)

 

虽然招财进宝失败了,但这个项目中对技术的探索更加深入,这里面用到了用户行为追踪、Ajax等。其中有一个技术的细节非常经典,淘宝商品详情页面每天的 流量在10亿以上,里面的内容都是放在缓存里的,做招财进宝的时候,我们要给卖家显示他的商品被浏览的次数(见下图),这个数字必须实时更新,而用缓存的 话一般都是异步更新的。于是商品表里面增加了这样一个字段,每增加一个PV这个字段就要更新一次。发布上去一个小时数据库就挂掉了,撑不住这么高的 update。数据库撑不住怎么办?一般的缓存策略是不支持实时更新的,这时候多隆大神想了个办法,在apache上面写了一个模块,这个数字根本不经过 下层的web容器(只经过apache)就写入一个集中式的缓存区了,这个缓存区的数据再异步更新到数据库。这就是我前面提到的,我们整个商品详情的页面 都在缓存中了,把缓存用到了极致。

淘宝技术发展(Java时代:创造技术-Tair)

(这个图真不是广告,亲)

 

那么接下来,我们就说说缓存的技术吧。

 

淘宝在很早就开始使用缓存的技术了,在2004年的时候,我们使用一个叫做ESI(Edge Side Includes)的缓存。在决定采用ESI之前,多隆试用了很多java的cache,但都比较重,后来用了oracle web cache,也经常挂掉,oracle web cache也支持ESI,多隆由此发现了ESI这个好东东。ESI是一种数据缓冲/缓存服务器,它提供将Web网页的部分(这里指页面的片段)进行缓冲 /缓存的技术及服务。由Oracle公司和Akamai Technologies公司制定规格,Akamai公司提供对应的信息传送的服务。以往的数据缓冲服务器和信息传送服务以“页”为单位制作,复制到数据 缓冲服务器中,处理静态页面很有效。但在面对动态内容的时候,就很难得到高效率。在ESI中是部分的缓冲网页,使用基于XML的标记语言,指定想要缓冲的 页面部分。由此,页面内分为动态地变更的部分和静态的不变更的部分,只将静态的部分有效地发送到服务器中。淘宝网的数据虽然大部分都是动态产生的,但页面 中的静态片段也有很多,例如页面的头、尾,商品详情页面的卖家信息等(如下图右侧),这些最早都是从ESI缓存中读取的。

 

 

淘宝技术发展(Java时代:创造技术-Tair)

 

ESI解决了页面端静态片段的缓存,聪明的读者可能马上就想到了,在后端的那些数据能不能使用缓存?显然也是可以的,而且是必须的。例如一个大卖家的商品 和店铺,一天的浏览量可能是几百万,一个小卖家的可能只有几个,那这个大卖家的用户信息要是每次都去数据库里面取,显然不划算,要是把这个信息放在内存里 面,每次都从内存里取,性能要好很多。这种应用场景,就是memcached这种Key-Value缓存的用武之地。只可惜在淘宝急需要 memcached的时候,它还没有崭露头角(它2003.6出现的,但近几年才火爆起来,当时没发现它)。我们的架构师多隆大神再一次出手了,他写了一 个缓存系统,叫TBstore,这是一个分布式的基于Berkeley DB的cache系统,推出之后在Alibaba集团内部使用非常广泛,特别是对于淘宝,tbstore上应用了ESI(就是上面说过的那个ESI)、 checkcode(验证码)、description(前文说过的商品详情)、story(心情故事,商品信息里面的一个大字段,长度仅次于商品详 情)、用户信息等等内容。

 

TBstore的分布式算法实现:根据保存的key,对key进行hash算法,取得hash值,再对hash值与总Cache服务器数据取模。然后根据 取模后的值,找到服务器列表中下标为此值Cache服务器。由java client api封装实现,应用无需关心;这点和memecached的实现方案完全一致。

 

TBstore有一个优点,这也是它的弱点,它的存储是基于Berkeley DB的,而Berkeley DB在数据量超过内存的时候,就要往磁盘上写数据了,所以说它是可以做持久化存储的。但是一旦往磁盘写数据,作为缓存的性能就大幅度下降。

 

这时又有一个项目,推动了淘宝在缓存方面的技术提升。在2007年,我们把淘宝的用户信息独立出来,形成一个中心系统UIC(user information center),因为淘宝所有的功能都要依赖于用户信息,所以这个模块必须单独拿出来,不然以后系统无法扩展了。把UIC拿出来以后,应用系统访问 UIC,UIC访问数据库取得用户信息,粗粗算一下,每天要取几十亿的用户信息,直接查询数据库的话,显然数据库要崩溃的,这里必须要用缓存。于是多隆为 UIC专门写了一个缓存系统,取名叫做tdbm。tdbm抛弃了Berkeley DB的持久功能,数据全部存放在内存中。到2009年,多隆又参考了memcached的内存结构,改进了tdbm的集群分布方式,在内存利用率和吞吐量 方面又做了大幅提升,推出了tdbm2.0系统。

 

由于tdbm和TBstore的数据接口和用途都很相似,开发团队把二者合并,推出了淘宝自创的KV缓存系统——tair。tair包括缓存和持久化两种 存储功能。tair 作为一个分布式系统,是由一个中心控制节点和一系列的服务节点组成。我们称中心控制节点为config server,服务节点是data server。config server 负责管理所有的data server,维护data server的状态信息。data server 对外提供各种数据服务,并以心跳的形式将自身状况汇报给config server。 config server是控制点,而且是单点,目前采用一主一备的形式来保证其可靠性。所有的 data server 地位都是等价的。tair的架构图如下所示:

淘宝技术发展(Java时代:创造技术-Tair)
部署结构图是这个样子的:

 

淘宝技术发展(Java时代:创造技术-Tair)

目前,tair支撑了淘宝几乎所有系统的缓存信息。Tair已开源,地址code.taobao.org。

 

在创造了TFS和tair之后,整个系统的架构可以如下所示:


淘宝技术发展(Java时代:创造技术-Tair)

 

在这个时候搜索引擎iSearch也进行了一次升级,之前的搜索引擎是把数据分到多台机器上,但是每份数据只有一份,现在是每份数据变成多份,整个系统从一个单行的部署变成了矩阵。能够支撑更大的访问量,并且做到很高的可用性。

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