簡(jiǎn)介：2019 年 雙11 過(guò)后，世紀(jì)聯(lián)華快速上云，將線上核心業(yè)務(wù)改造為全 Serverless 架構(gòu)的中臺(tái)模式，采用“函數(shù)計(jì)算+API 網(wǎng)關(guān)+OTS”作為計(jì)算網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)核心，彈性支撐日常和大促峰谷所需資源，輕松支撐 618 / 雙11 / 雙12 大促。

作者 | 朱鵬（旻蒼）
來(lái)源 | Serverless 公眾號(hào)

一、世紀(jì)聯(lián)華超市簡(jiǎn)介

1. 公司簡(jiǎn)介

杭州聯(lián)華華商集團(tuán)有限公司成立于 2002 年 7 月，主要業(yè)務(wù)涵蓋購(gòu)物中心、大賣場(chǎng)、超市、便利店等零售業(yè)態(tài)，G20 杭州峰會(huì)食材總倉(cāng)建設(shè)、保障單位，是浙江省商貿(mào)龍頭企業(yè)。

集團(tuán) 200 多家門店中，主要涉及 POS 機(jī)交易、聯(lián)華超市、CITY LIFE、天華世紀(jì)城等，除此之外還有線上精選 APP，提供線上購(gòu)買、送貨到家服務(wù)，還會(huì)不定時(shí)推出優(yōu)惠券領(lǐng)取、限時(shí)秒殺等活動(dòng)。

2. 世紀(jì)聯(lián)華技術(shù)架構(gòu)演進(jìn)方案

• 2002 年，公司成立后一直使用物理單機(jī)架構(gòu)。
• 2014 年，因?yàn)殡p十二事件，導(dǎo)致公司不得不做出改變，將業(yè)務(wù)遷移到中央機(jī)房。
• 2018 年，隨著國(guó)內(nèi)公共云的發(fā)展，開(kāi)始部署全面上云。
• 2019 年 6 月，公共云上出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)壓力過(guò)大，世紀(jì)聯(lián)華由此開(kāi)始探索新架構(gòu)方式。
• 到 2019 年 11 月，僅用大概 4 個(gè)月時(shí)間，世紀(jì)聯(lián)華就把一部分業(yè)務(wù)搬到了阿里云的 Serverless 上，包括 API 網(wǎng)關(guān)、函數(shù)計(jì)算、表格存儲(chǔ)，在 雙11 期間，這三款產(chǎn)品的應(yīng)用表現(xiàn)非常優(yōu)異，使得世紀(jì)聯(lián)華決定 All in Serverless。
• 截至 2020 年 11 月，All in Serverless 使得整個(gè)公司的開(kāi)發(fā)效率得到極大提高，成本大幅節(jié)省。

二、技術(shù)架構(gòu)演進(jìn)

1. 物理單機(jī)架構(gòu)

2014 年及以前物理單機(jī)架構(gòu)下，一個(gè)超市通常只有 2~20 臺(tái) POS 機(jī)，最多 20 個(gè)客戶端，架構(gòu)非常簡(jiǎn)潔，只要在一臺(tái)物理機(jī)上部署好本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，交易系統(tǒng)、會(huì)員系統(tǒng)、商品管理全都放在一個(gè)進(jìn)程上就足夠。如果要做相關(guān)操作，比如調(diào)取某個(gè)交易、給用戶注冊(cè)相關(guān)信息、調(diào)整商品價(jià)格，只要通過(guò) Admin 客戶端連接進(jìn)程再做相應(yīng)改動(dòng)即可。通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)大型超市只要買一臺(tái)性能足夠強(qiáng)的機(jī)器，就可以服務(wù)好幾十個(gè) POS 機(jī)發(fā)起的請(qǐng)求。

單機(jī)架構(gòu)優(yōu)劣勢(shì)比較：

1）優(yōu)勢(shì)

• 架構(gòu)簡(jiǎn)潔；
• 不受外界網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響；
• POS 機(jī)分散后單機(jī)沖擊相對(duì)小。

2）劣勢(shì)

• 數(shù)據(jù)遷移查詢匯總困難

2014 年問(wèn)題逐漸暴露，比如在杭州的總部，想查詢湖州某個(gè)門店的實(shí)時(shí)交易量，基本不可能，跨網(wǎng)絡(luò)查詢和數(shù)據(jù)量大是難以解決的問(wèn)題。

• 數(shù)據(jù)分發(fā)靠定期同步

比如客戶在 a 門店注冊(cè)的會(huì)員卡，很難去 b 門店消費(fèi)，只能靠定期同步，把 a 門店的數(shù)據(jù)定期拷貝到 b 門店去，這其中存在很多問(wèn)題，對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)也非常麻煩。

• 故障時(shí)很難第一時(shí)間維護(hù)修復(fù)

我們不可能每個(gè)門店都派一名專業(yè)的維護(hù)人員，如果機(jī)器出了故障，只能打電話給總部的工程師，這種情況就很難做到第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)，這是很嚴(yán)重的問(wèn)題。

• 單點(diǎn)故障容災(zāi)困難

因?yàn)樗械臉I(yè)務(wù)都包含在一個(gè)進(jìn)程里面，如果進(jìn)程出現(xiàn)異常， 也沒(méi)辦法把業(yè)務(wù)交給另一個(gè)進(jìn)程處理。

• 升級(jí)困難

我們?cè)谡憬∮猩习偌议T店，每一次升級(jí)都需要專業(yè)的運(yùn)維人員把新代碼包部署到不同的機(jī)器上。

• 新業(yè)務(wù)部署在單機(jī)上沖擊巨大

舉個(gè)案例，2014 年雙十二，支付寶推出了使用支付寶錢包付款可以打 5 折的線下優(yōu)惠活動(dòng)，當(dāng)時(shí)全國(guó)線下近百個(gè)品牌、2 萬(wàn)多家門店都參與其中，世紀(jì)聯(lián)華也有參與，但是當(dāng)天卻出現(xiàn)了大量消費(fèi)者無(wú)法結(jié)賬在超市排起長(zhǎng)隊(duì)的情況。

因?yàn)槲覀儎倓傄胍粋€(gè)新的支付方式，所有的業(yè)務(wù)都在單個(gè)進(jìn)程上，耦合度過(guò)高，當(dāng)時(shí)大家集中結(jié)賬訪問(wèn)量過(guò)大，導(dǎo)致支付出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)單機(jī)訪問(wèn)無(wú)法進(jìn)行下去，其他的業(yè)務(wù)模塊也因此受到影響，最后只能重啟機(jī)器。因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題，世紀(jì)聯(lián)華開(kāi)始嘗試做出新的改變。

2. 中央機(jī)房部署架構(gòu)

單機(jī)最大問(wèn)題是如果門店出現(xiàn)問(wèn)題，相關(guān)工程師無(wú)法第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)，尤其是多個(gè)機(jī)器、多個(gè)門店同時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的情況，這時(shí)最好的辦法是把所有機(jī)器集中在一起，做集中的數(shù)據(jù)修復(fù)、運(yùn)維管理和軟件升級(jí)。

2014 年到 2018 年期間，世紀(jì)聯(lián)華逐漸把單機(jī)架構(gòu)整個(gè)遷移到了中央機(jī)房。中央機(jī)房是自建的，做法就是把數(shù)據(jù)庫(kù)、交易系統(tǒng)、會(huì)員系統(tǒng)、商品管理全部拆分到多個(gè)進(jìn)程當(dāng)中。這樣一來(lái)，如果會(huì)員系統(tǒng)掛掉了還可以暫時(shí)匿名購(gòu)買；商品管理臨時(shí)出問(wèn)題但只要交易系統(tǒng)沒(méi)問(wèn)題就還可以頂上。耦合一旦降低，對(duì)于整個(gè)門店的業(yè)務(wù)保障來(lái)說(shuō)，有了很大的提升。

在這里我們做了一個(gè) node 節(jié)點(diǎn)，node 節(jié)點(diǎn)連接中央機(jī)房的數(shù)據(jù)庫(kù)以及各個(gè)系統(tǒng)模塊。如果出現(xiàn)問(wèn)題，只需要在中央機(jī)房做相關(guān)修復(fù)即可。除此以外，如果需要調(diào)整商品價(jià)格，也只需在中央機(jī)房上直接設(shè)置，然后同步到所有門店的 node 節(jié)點(diǎn)上就可以了。

中央機(jī)房部署架構(gòu)的改進(jìn)和不足：

1）改進(jìn)

• 問(wèn)題可集中維護(hù)處理；
• 商品價(jià)格調(diào)整下發(fā)全部走網(wǎng)絡(luò)；
• 數(shù)據(jù)可集中查詢統(tǒng)計(jì)匯總。

2）不足

• 管理員需要掌控機(jī)器細(xì)節(jié)；
• 宕機(jī)斷網(wǎng)事件調(diào)查困難應(yīng)急方案薄弱；
• 硬件升級(jí)成本高；
• 需要提前采購(gòu)大量硬件備災(zāi)；
• 軟件、系統(tǒng)批量部署成本高；
• 資源預(yù)算困難。

3. 全面上云

2016 年以后，隨著國(guó)內(nèi)公共云的迅速發(fā)展，全面上云勢(shì)不可擋。在此期間，阿里云在技術(shù)上取得了許多突破與提升，例如 ECS 的對(duì)外發(fā)布。世紀(jì)聯(lián)華在 2018~2019 年期間，把自建機(jī)房中的各個(gè)系統(tǒng)模塊逐漸遷移到了公有云，整體架構(gòu)沒(méi)有太大改變，因此遷移工作相對(duì)順利。

全面上云的改進(jìn)和不足：
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1）改進(jìn)

主要有以下三個(gè)方面：

• 不再需要關(guān)心網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)的硬件細(xì)節(jié)

比如阿里云的 ECS 會(huì)提前做調(diào)度和預(yù)警，把用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移并做多份數(shù)據(jù)的備災(zāi)，防止磁盤壞掉的情況發(fā)生。

• 硬件升級(jí)快捷簡(jiǎn)單

比如用戶使用的是 4 核的機(jī)器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)迅速需要做硬件升級(jí)時(shí)，就只需要做一個(gè)鏡像。比如在夜間做一個(gè)磁盤快照，重新申請(qǐng)一臺(tái)新機(jī)器，然后把快照恢復(fù)上去，就可以完成一鍵遷移。對(duì)世紀(jì)聯(lián)華來(lái)說(shuō)，這是非常快捷的方式，對(duì)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)也是比較好的體驗(yàn)。

• 機(jī)器擴(kuò)容時(shí)間大幅縮短

上面提到的是單機(jī)擴(kuò)容，比如 4 核升到 8 核、16G 升到 32G 的內(nèi)存。除此之外還有橫向的擴(kuò)容，例如用戶交易系統(tǒng)的 API 接口，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展需要由原來(lái)的 2 臺(tái)機(jī)器擴(kuò)到 8 臺(tái)機(jī)器，這種情況下用戶只需去申請(qǐng)機(jī)器，然后將鏡像擴(kuò)展到不同的機(jī)器上即可。

2）不足

主要有以下六個(gè)方面：

• 資源預(yù)算困難

由于無(wú)法預(yù)估業(yè)務(wù)遇到大促等活動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的體量，因此無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算出所需硬件的數(shù)量。

• 水平擴(kuò)展

水平擴(kuò)展對(duì)研發(fā)有較高的要求。比如數(shù)據(jù)是否要做到無(wú)狀態(tài)，無(wú)狀態(tài)的話水平擴(kuò)展會(huì)比較容易，而如果是有狀態(tài)，數(shù)據(jù)可能就需要做緩存，這就會(huì)涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的問(wèn)題，例如數(shù)據(jù)過(guò)期、一致性等。如果對(duì)這些了解不夠透徹，做水平擴(kuò)展就會(huì)比較困難。

• 水位監(jiān)控

許多開(kāi)發(fā)者在水位監(jiān)控上處理得并不完善，如果將各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)混在一臺(tái)機(jī)器上，當(dāng)遇到機(jī)器水位較高，想要快速排查問(wèn)題并及時(shí)進(jìn)行流控、拆分、臨時(shí)修復(fù)等就顯得尤為困難。

• 財(cái)務(wù)預(yù)算困難

與資源預(yù)算困難類似。

• 硬件升級(jí)成本高

要做到用戶無(wú)感無(wú)損升級(jí)，可能會(huì)涉及到連接上的處理與數(shù)據(jù)庫(kù)一致性的問(wèn)題。如果多個(gè)模塊需要同時(shí)升級(jí)，還要注意數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的兼容問(wèn)題。

• 數(shù)據(jù)庫(kù)單點(diǎn)故障

許多廠家將數(shù)據(jù)全部放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果處理不妥當(dāng)可能會(huì)造成單點(diǎn)故障。這就要做數(shù)據(jù)拆分，粗拆的話，需要注意事務(wù)和鎖相關(guān)的問(wèn)題，效率會(huì)大打折扣；細(xì)拆的話，做查詢和排序時(shí)就會(huì)比較困難，給業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)造成一定麻煩。

4. Serverless 的探索和嘗試

1）線上不可控業(yè)務(wù)上的預(yù)防

2019 年年中大促時(shí)，由于線上業(yè)務(wù)用戶訪問(wèn)不可控，數(shù)據(jù)量過(guò)大，MySQL 單機(jī)訪問(wèn)被打爆，導(dǎo)致了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題，影響到了多個(gè)系統(tǒng)，造成了一定的損失。
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此事件之后，世紀(jì)聯(lián)華就想直接把 MySQL 替換掉，這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)阿里云有一款產(chǎn)品叫“表格存儲(chǔ)”，表格存儲(chǔ)最大的優(yōu)點(diǎn)是用戶不需要關(guān)心訪問(wèn)量和機(jī)器數(shù)的比例關(guān)系。只要訪問(wèn)量擴(kuò)大，后臺(tái)會(huì)自動(dòng)擴(kuò)容增擴(kuò)機(jī)器，滿足高并發(fā)的數(shù)據(jù)讀取；在數(shù)據(jù)并發(fā)請(qǐng)求降低處于低峰期時(shí)，后臺(tái)就會(huì)將機(jī)器回收，用戶不再需要關(guān)心機(jī)器的數(shù)量及如何調(diào)動(dòng)。

針對(duì)用戶流量不可控問(wèn)題，世紀(jì)聯(lián)華引入了阿里云的產(chǎn)品“API 網(wǎng)關(guān)”，API 網(wǎng)關(guān)可以針對(duì)不同渠道商做管控發(fā)布及流量控制。比如發(fā)現(xiàn)微信渠道流量有異常，就可以借助 API 網(wǎng)關(guān)進(jìn)行限流。

另外計(jì)算也是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，世紀(jì)聯(lián)華經(jīng)過(guò)探索發(fā)現(xiàn)阿里云的“函數(shù)計(jì)算”非常契合我們的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。比如定時(shí)搶購(gòu)、優(yōu)惠券投放等活動(dòng)造成巨大的 burst 沖擊，當(dāng)發(fā)現(xiàn)計(jì)算資源不夠的時(shí)候再去買機(jī)器肯定是來(lái)不及的，而函數(shù)計(jì)算及時(shí)擴(kuò)容的功能就很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。另外其數(shù)據(jù)觀測(cè)和異常報(bào)警功能，也吸引到了世紀(jì)聯(lián)華。

世紀(jì)聯(lián)華將這三個(gè)產(chǎn)品相結(jié)合，替換掉了原來(lái)的會(huì)員查詢功能，最終得以成功渡過(guò) 2019 年的 雙11 大促難關(guān)。

2）Serverless 帶來(lái)的新曙光

• 快速迭代部署

Serverless 研發(fā)效率快、運(yùn)維效率高、架構(gòu)解耦。

• 高并發(fā)、高彈性

Serverless 不需要人工擴(kuò)容和運(yùn)維管控。

• 穩(wěn)定、可靠、安全

Serverless 使搶購(gòu)活動(dòng)和大促的整體體驗(yàn)都非常流暢。

• 數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)、成本控制

Serverless 提供了完整的運(yùn)維觀測(cè)和報(bào)警監(jiān)控功能，運(yùn)維工程師可以輕松很多；另外按使用資源計(jì)費(fèi)，資源利用率可達(dá) 100%。

5. 函數(shù)計(jì)算 2.0 及 All in Serverless

• 曲線圖 1：類似 ECS 方案，曲線顯示有資源不足和資源浪費(fèi)的情況。
• 曲線圖 2：機(jī)器擴(kuò)容，有延遲和誤差，需要提前操作，它的實(shí)時(shí)性和伸縮性都比較差。
• 曲線圖 3：函數(shù)計(jì)算 2.0 預(yù)留模式，有預(yù)留資源和彈性資源，可以實(shí)時(shí)擴(kuò)容。
• 資源管理層面：人工運(yùn)維 → 云平臺(tái)工具運(yùn)維 → Serverless 免運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。
• 資源利用率：預(yù)算采購(gòu)低利用率 → 有限彈性高利用率 → Serverless 100% 資源利用率。
• 資源成本：固定成本支出 → 根據(jù)資源策略伸縮 → Serverless 根據(jù)業(yè)務(wù)策略適配。

2019 年 雙11 過(guò)后，世紀(jì)聯(lián)華快速上云，將線上核心業(yè)務(wù)改造為全 Serverless 架構(gòu)的中臺(tái)模式，采用“函數(shù)計(jì)算+API 網(wǎng)關(guān)+OTS”作為計(jì)算網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)核心，彈性支撐日常和大促峰谷所需資源，輕松支撐 618 / 雙11 / 雙12 大促。

圖：2020 年 雙11 大促

2020 年 雙11 大促，世紀(jì)聯(lián)華線上業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn) All in Serverless，上為流量&時(shí)間的曲線圖，下為調(diào)用延遲&時(shí)間的曲線圖。

圖：Serverless 助力世紀(jì)聯(lián)華降本提效

三、設(shè)計(jì)架構(gòu)演進(jìn)總結(jié)

從物理單機(jī)到 All in Serverless 的架構(gòu)演進(jìn)：

• 物理單機(jī)

  • 架構(gòu)簡(jiǎn)單
  • 高度耦合
  • 數(shù)據(jù)同步難
  • 升級(jí)困難
  • 無(wú)法橫向擴(kuò)容

• 自建機(jī)房

  • 統(tǒng)一維護(hù)升級(jí)
  • 數(shù)據(jù)同步統(tǒng)一
  • 系統(tǒng)部署困難
  • 硬件成本高
  • 非業(yè)務(wù)調(diào)查難
  • 臨時(shí)擴(kuò)容

• 全面上云

  • 硬件升級(jí)簡(jiǎn)單
  • 擴(kuò)容能力提升
  • 備災(zāi)能力提升
  • 設(shè)計(jì)要求高
  • 監(jiān)測(cè)告警原始
  • 數(shù)據(jù)庫(kù)單點(diǎn)
  • 流控問(wèn)題

• Serverless 嘗試

  • 數(shù)據(jù)庫(kù)單點(diǎn)問(wèn)題
  • 流控問(wèn)題解決
  • 橫向擴(kuò)容
  • 監(jiān)控告警
  • 費(fèi)用免預(yù)算
  • 部分延遲較大

• All in Serverless

  • 解耦
  • 冷啟動(dòng)體驗(yàn)提升
  • 研發(fā)效率提升
  • 成本費(fèi)用下降

四、函數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)介

1. 阿里云函數(shù)計(jì)算產(chǎn)品全景

函數(shù)計(jì)算是國(guó)內(nèi)生態(tài)最完整、功能最豐富的 Serverless 產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)者一步上云、一鍵 Serverless 化將成為現(xiàn)實(shí)。

2. 業(yè)界發(fā)展趨勢(shì)

誰(shuí)在使用函數(shù)計(jì)算？

作者簡(jiǎn)介：
朱鵬，花名：旻蒼，函數(shù)計(jì)算一線技術(shù)專家，專注函數(shù)計(jì)算資源調(diào)度設(shè)計(jì)研發(fā)。

本文整理自【Serverless Live 系列直播】1 月 28 日?qǐng)?br />直播回看鏈接：https://developer.aliyun.com/topic/serverless/practices

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的世纪联华的 Serverless 之路的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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