谈IT架构的本质

前言

架构师是个无趣的工作

老僧三十年前未参禅时，见山是山，见水是水。
及至后来，亲见知识，有个入出，见山不是山，见水不是水。
而今得个休歇处，依前见山只是山，见水只是水。

参禅的三重境界在IT技术圈同样适用，初学者感叹每个产品都如此精妙绝伦，追逐着最强的IDE；老司机喜欢自比管乐指点江山，嘲讽着最好的语言；当一切回归平淡，搞IT就是一份思想延伸和语言翻译工作；其中技术架构师就是一份古朴甚至无趣的工作。

我将架构师的工作总结出五条核心道理，这五条经验简单直白又深奥通透，算是对IT工作的一个总结。

1. 需求优化最重要

少查少写少依赖，Less is more

一个IT系统是多角色多模块分层分级的，像OSI模型上层应用简单依赖下层支撑，SOA设计中同级角色也只看对方的接口。

各角色分工明确方便快速实现业务，但是给架构优化也埋下大坑，底层的盲目支撑是巨大资源浪费，平级调度协作也没任何弹性。前端一个小逻辑需求会导致后端大规模联动，不同服务也没权限理解对方的内存数据，各个角色的工程师都只看自己的工作范围，这是正常又无奈的现状。

我们要搞架构设计最重要的就是砍需求，将上层应用的需求优化删减，让同级的业务能容错。上层需求优化，即前端对后端少输入少查询多容错，而同级容错可以看做应用间的需求优化，比如两个服务可以幂等重试就是好解耦，而A系统会等B系统等到死锁就是架构悲剧。

某电商ERP系统的用户点一次查询按钮，后台系统就锁库查询一次；实操过程中系统越慢用户就重复点查询按钮，而并行查询越多后台速度就更慢。这种环境要搞架构优化，首先要理解自然人并不要求实时数据，ERP客户端限制每15秒才能点一次查询按钮，在Web接入层限制每个Session每分钟只能查询一次，还可在数据库链接类库上做一层控制策略。
多媒体服务工程师最好的情人节礼物会是一个完美的播放器；它可以自助容错选择CDN，可以主动预缓存下一分钟的点播内容，可以完成私有解密编码工作，可以和广告系统解耦独立加载，可以在卡顿时更换线路和存储日志，广告日志和卡顿日志都低速适时后台上传。

2.群集设计通用规则

前段复制后端拆，实时改异步，三组件互换

前端复制后端拆，实时改异步，IO-算力-空间可互换——要做架构就要上群集，而群集设计调优翻来覆去就是这三板斧：

前端是管道是逻辑，而后端是状态是数据，所以前端复制后端拆。前端服务器压力大了就多做水平复制扩容，在网站类应用上，无状态-会话保持-弹性伸缩等技术应用纯熟。后端要群集化就是多做业务拆分，常见的就是数据库拆库拆表拆键值，服务拆的越散微操作就越爽，但全局操作开销更大更难控制。

实时改异步是一门IT技术，绝大部分“实时操作”都不是业务需求，而是某应用无法看到后端和Peer状态，默认就要实时处理结果了。CS模式的实时操作会给支撑服务带来巨大压力，Peer合作的实时操作可能会让数据申请方等一宿。架构师将一个无脑大事务拆分成多个小事务，这就是异步架构，但拆分事务就跟拆分数据表一样，拆散的小事务需要更高业务层级上做全局事务保障。

在群集性能规划中，网络和硬盘IO+CPU算力+磁盘和内存空间是可以互换的，架构师要完成补不足而损有余的选型。比如数据压缩技术就是用算力资源来置换IO和空间，缓存技术是用空间和IO来缓解算力压力，每个新选型都会带来细节上的万千变化，但每种变化都是符合自然规律有章可循的。 一个经典微机系统就是中央处理器+主存储器+IO设备，这几个概念居然和群集性能规划是一一对应。

3. 理解硬件天性

角色选型时要看硬件的天然特性

别让硬盘扛性能，别让内存保持久，别让网线扛稳定。

架构层软件技术已经足够成熟，所谓技术选型不如说是适应场景；在做具体角色选型时，最深度也最易忽视的原则是顺应硬件天性。

我的精神导师说过，如果一个服务依赖硬盘，那这个服务就不适合扛性能压力。SSD盘让很多细节调优聊胜于无，还让Fat32枯木逢春；个别队列和分布式存储在意硬盘的能力，但都是应用了顺序读写内容，且不介意磁盘空间浪费。

别让内存扛持久和别让网线扛稳定，听起来很简单，但新手程序员总会犯低级错误，而犯错早晚要还技术债。常规例子就是看新手程序是否有捕获各种异常的习惯，举个争议性例子，某些云服务设计者尝试给一个进程映射和绑定持久文件系统，请问一段内存如何绑定一块硬盘？

4. 数据的产生和消失

数据不会凭空产生，但会凭空消失

数据不会凭空产生，计算机或者自输入设备获取数据，或者自其他数据源导入数据，而且原始数据的转化规则也要人类来定义。我们要便捷轻巧安全可靠的获取数据，就要选好数据源，保障好传输路径，定义好数据变换规则。

在一个数据生命周期内，为了防止数据全部或部分凭空消失，数据的容错校验、关联复原、冷热备份和安全删除都要考虑到位。

在生僻业务的规划实施过程中，没人告诉我们该有哪些服务，我们只能靠摸透一个又一个访问逻辑图和数据生命周期，来摸索群集内有哪些角色和依赖关系。

架构师的核心技能包括画好访问逻辑和数据流量图，因为问题现状描述清楚了，问题就解决了一多半了。一个好的业务访问逻辑图，不仅仅是几个圈圈几条线连起来，其信息量大到包罗访问过程的所有元素，也要详略得当高亮关键点。

5. 各环节都不可盲信

容灾设计中都尽人事和听天命

整个IT系统中就没有可靠的组件，架构师既不能盲目信任撞大运，又不能无限冗余吓唬自己，而是在尽人事和听天命之间做好权衡。比如TCP就是要建立可靠链接，而现在做性能优化的时候，大家又嫌TCP太过笨重了。

业务应用不可靠，如果该应用能快速重建也不阻塞其他应用，月级偶发的内存泄漏和意外崩溃都是可以接受的。

支撑性服务不可靠，对于大部分业务，预估一年都不丢一次数据，SLA能到99.95%就可以了。

操作系统故障崩溃，现在商用系统内核都很稳定，一般故障都出在硬件驱动兼容性上，或者有些照本宣科的傻瓜乱改默认参数。

网络不稳定，内网通用的技术方案很成熟，少提复杂需求内网就能很稳定，我们最烦的是单条网线处于半死不活状态；IDC的外网SLA默认就是3个9，所以我说支撑性服务能到99.95%就已经很可靠了。

硬件不稳定，大部分架构师根本不懂硬件，只要不出硬件批次故障，架构师就可以将单点硬件和系统、服务绑在一起做可靠性设计。

人力误操作，我们招不到不出故障的人，我自己达不到不出错的标准。只要员工没有恶意破坏，出了大范围故障就是群集健壮性设计不到位，别让操作工给技术经理和架构师顶包。

监控和备份是运维的职责，但架构师需要帮忙确认目的正确性，别备份了半天废数据，监控只看telnet80。

结束语

架构之术繁琐，架构之道浅显

本文讲的是架构工作的“道”，对与架构之“术”并不提及。不同的业务系统的架构之术完全不同，能拿来汇总借鉴的只有这几条简单的道理。

如果一个架构师只是炫耀具体优化架构的手法，却闭口不谈选型的道理，他们其实是在简单用公司业务尝试赌博。

如果我们有架构之道做思想支撑，即使接手全新业务类型，庖丁可以解牛也可以杀猪，我们一样能游刃有余心里不慌。

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