?生產(chǎn)實(shí)踐中，如果遇到業(yè)務(wù)流量變高導(dǎo)致服務(wù)負(fù)載升高甚至報(bào)警，我們的第一反應(yīng)往往是「加機(jī)器」。

俗話說，能用錢解決的問題都不是問題。

俗話又說，充錢你就能變得更強(qiáng)。

但是，作為一個(gè)有理想有抱負(fù)的架構(gòu)師，除了「加機(jī)器」，其實(shí)你的微服務(wù)還能更優(yōu)雅、更精細(xì)地進(jìn)行優(yōu)化。

本文預(yù)計(jì)閱讀時(shí)間 10分鐘，將從以下三個(gè)方面展開：

• 從「AKF擴(kuò)展立方」說起
• Y軸擴(kuò)展的常用模式
• z軸擴(kuò)展的思想與應(yīng)用

1.從「AKF擴(kuò)展立方」說起

在上一篇文章，我們從「服務(wù)維度」學(xué)習(xí)架構(gòu)師的常用能力——微服務(wù)設(shè)計(jì)與治理。

圍繞著微服務(wù)生命周期的七個(gè)階段，總結(jié)了常用的16條原則。

其中原則15在微服務(wù)服務(wù)治理實(shí)踐中非常重要，本文將重點(diǎn)進(jìn)行拆解分析。

原則15：參考「AKF擴(kuò)展立方」模型，服務(wù)除了「水平擴(kuò)容」外，還可以考慮「功能拆分」或者 「數(shù)據(jù)分區(qū)」。

所謂AKF擴(kuò)展立方體（AKF Scale Cube），是一個(gè)描述從單體應(yīng)用到一個(gè)分布式可擴(kuò)展架構(gòu)的模型概念。

• X軸：服務(wù)和數(shù)據(jù)的水平擴(kuò)容。
• Y軸：功能/業(yè)務(wù)拆分
• Z軸：沿客戶邊界的服務(wù)和數(shù)據(jù)分區(qū)?

「水平擴(kuò)容」比較容易理解，就是我們常見的操作——加機(jī)器。

根據(jù)AKF模型，面對(duì)服務(wù)負(fù)載升高的情況，其實(shí)除了加機(jī)器外，我們還可以考慮「功能拆分」或者 「數(shù)據(jù)分區(qū)」。

2.Y軸擴(kuò)展的常用模式

「Y軸擴(kuò)展」相對(duì)復(fù)雜，我總結(jié)了幾種模式：

微服務(wù)拆分。根據(jù)具體業(yè)務(wù)模型、領(lǐng)域模型拆分更細(xì)粒度的微服務(wù)。

業(yè)務(wù)隔離拆分。利用消息隊(duì)列，將在線業(yè)務(wù)（OLTP）和耗費(fèi)大量資源的計(jì)算任務(wù)拆分隔離。

核心與非核心隔離。對(duì)于一個(gè)微服務(wù)，可以將SKA客戶與普通客戶進(jìn)行隔離，SKA客戶使用獨(dú)立的集群資源，提高穩(wěn)定性。

2.1 微服務(wù)拆分

某個(gè)微服務(wù)負(fù)載過高，一個(gè)非常常見的原因就是這個(gè)微服務(wù)承擔(dān)了過多的職責(zé)。這個(gè)時(shí)候，我們需要根據(jù)具體業(yè)務(wù)模型、領(lǐng)域模型拆分更細(xì)粒度的微服務(wù)。也是我們常說的「垂直拆分」。

最典型的拆分方法論就是按照領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)（DDD)進(jìn)行拆分。

以電商領(lǐng)域?yàn)槔凑疹I(lǐng)域可以拆分為:

• 用戶服務(wù)
• 商品服務(wù)
• 訂單服務(wù)
• 評(píng)價(jià)服務(wù)
• 其他

系統(tǒng)按照領(lǐng)域拆分為多個(gè)微服務(wù)后，各個(gè)微服務(wù)由單獨(dú)的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)整個(gè)生命周期的維護(hù)，單獨(dú)部署運(yùn)行。

這種隔離拆分的方式，能帶來以下優(yōu)勢(shì)：

• 提高整體系統(tǒng)的負(fù)載能力
• 各個(gè)微服務(wù)間具備 獨(dú)立擴(kuò)縮容、故障隔離 等能力。

2.2 耗時(shí)任務(wù)隔離拆分

「Y軸擴(kuò)展」除了按照領(lǐng)域進(jìn)行服務(wù)拆分之外，另外一種非常重要的拆分方式，是將在線業(yè)務(wù)（OLTP)類型服務(wù)中「耗時(shí)任務(wù)」進(jìn)行隔離拆分。

我們服務(wù)一般會(huì)采用Tomcat或者Jetty部署，同時(shí)采用同步調(diào)用的方式。以Jetty為例，默認(rèn)線程池最大線程數(shù)為200。如果請(qǐng)求中有耗時(shí)任務(wù)，影響了同步請(qǐng)求的RT，那么線程池滿后就會(huì)阻塞請(qǐng)求。

正如利特爾法則（Little's law）表述的：在一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)（L）中，長(zhǎng)期的平均顧客人數(shù)，等于長(zhǎng)期的有效抵達(dá)率（λ），乘以顧客在這個(gè)系統(tǒng)中平均的等待時(shí)間（W）；或者，我們可以用一個(gè)代數(shù)式來表達(dá)：

因此，耗時(shí)任務(wù)會(huì)顯著提高服務(wù)負(fù)載、降低在線業(yè)務(wù)服務(wù)的吞吐能力。

通過引入消息隊(duì)列或者任務(wù)隊(duì)列框架，我們可以將耗時(shí)任務(wù)從在線業(yè)務(wù)服務(wù)中進(jìn)行隔離拆分。

這種隔離拆分的方式，能帶來以下優(yōu)勢(shì)：

• 提高在線服務(wù)的吞吐能力
• 避免耗時(shí)任務(wù)影響在線業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性。

2.3 核心與非核心隔離拆分

「Y軸擴(kuò)展」的第三種方式，是將 核心 與 非核心 進(jìn)行拆分。

比如，我們通常可能會(huì)將「核心接口」與「非核心」接口通過一個(gè)服務(wù)內(nèi)的不同線程池實(shí)現(xiàn)隔離。但是在節(jié)點(diǎn)資源（cpu/內(nèi)存/帶寬等）上并不能實(shí)現(xiàn)隔離。

因此，我們可以更進(jìn)一步，通過集群拆分的形式進(jìn)行隔離。

通過服務(wù)路由的配置，將核心接口路由到核心集群（一般節(jié)點(diǎn)配置更高），非核心接口路由到非核心集群。

另外，也有saas服務(wù)，通常會(huì)對(duì)SKA客戶做獨(dú)立集群，也是類似的邏輯。

其實(shí)按用戶拆分隔離跟「數(shù)據(jù)分區(qū)」有一點(diǎn)類似，也可以歸類到「z軸擴(kuò)展」

這種隔離拆分的方式，能帶來以下優(yōu)勢(shì)：

• 精細(xì)化提高服務(wù)吞吐能力（針對(duì)核心接口、核心客戶）
• 核心業(yè)務(wù)獨(dú)享資源，提高核心業(yè)務(wù)穩(wěn)定性
• 避免非核心接口/用戶 影響 核心接口/用戶 的穩(wěn)定性

3.Z軸擴(kuò)展的思想與應(yīng)用

Z軸擴(kuò)展的核心思想，是基于請(qǐng)求者或用戶獨(dú)特的需求，進(jìn)行系統(tǒng)劃分，并使得劃分出來的子系統(tǒng)是相互隔離但又是完整的。

生產(chǎn)實(shí)踐中，常用的z軸擴(kuò)展有兩種應(yīng)用：

• 單元化架構(gòu)
• 數(shù)據(jù)分區(qū)

3.1 單元化架構(gòu)

單元化架構(gòu)主要關(guān)注的是應(yīng)用部署、調(diào)用層面的問題。

一個(gè)單元，是一個(gè)五臟俱全的縮小版全站，它部署了所有微服務(wù)。

但它又不是真正的全站，因?yàn)槊總€(gè)單元只能操作一部分?jǐn)?shù)據(jù)。

從這里我們也能看出，單元化架構(gòu)要求系統(tǒng)必須具備的一項(xiàng)能力——數(shù)據(jù)分區(qū)。

當(dāng)然，僅把數(shù)據(jù)分區(qū)了還不夠，單元化的另外一個(gè)必要條件是，全站所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分區(qū)所用的拆分維度和拆分規(guī)則都必須一樣。

一般來說，我們絕大多數(shù)系統(tǒng)都是面向用戶的，按用戶維度對(duì)數(shù)據(jù)分區(qū)，是一個(gè)最佳實(shí)踐。

當(dāng)然，如果是全球化部署的單元化架構(gòu)，還需要考慮按照地域進(jìn)行分區(qū)。

3.2 數(shù)據(jù)分區(qū)

數(shù)據(jù)分區(qū)（shard），即是將全局?jǐn)?shù)據(jù)按照某一個(gè)維度水平劃分開來，每個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容互不重疊，這也就是數(shù)據(jù)庫(kù)「水平拆分」所做的事情。

前面提到了「數(shù)據(jù)分區(qū)」是「單元化」的必要條件，但是「數(shù)據(jù)分區(qū)」還有其他很多場(chǎng)景應(yīng)用。

最典型的，就是MySQL單機(jī)瓶頸后，需要進(jìn)行「分庫(kù)分表」。在服務(wù)中需要引入一些支持?jǐn)?shù)據(jù)拆分和路由的中間件，如sharding-jdbc、mycat等，在數(shù)據(jù)層面需要配置相應(yīng)的分片邏輯。

另外，其他數(shù)據(jù)庫(kù)的分區(qū)擴(kuò)展（如redis集群、mongo集群等），也是非常典型的應(yīng)用場(chǎng)景。

一般包括以下幾種數(shù)據(jù)劃分的方式：

• 數(shù)據(jù)類型（如：業(yè)務(wù)類型）
• 數(shù)據(jù)范圍（如：時(shí)間段，用戶 ID）
• 數(shù)據(jù)熱度（如：用戶活躍度，商品熱度）
• 按讀寫分（如：商品描述，商品庫(kù)存）

4.小結(jié)

本文從「AKF擴(kuò)展立方」說起，介紹了提高服務(wù)負(fù)載能力的幾種服務(wù)治理方式。

除了X軸擴(kuò)展（加機(jī)器）外，還可以通過Y軸擴(kuò)展（功能/業(yè)務(wù)拆分）、Z軸擴(kuò)展（數(shù)據(jù)分區(qū)）等方式，更優(yōu)雅、更精細(xì)地進(jìn)行優(yōu)化。?