抖音架構(gòu)演進(jìn)

2023-10-26《抖音架構(gòu)演進(jìn)》目錄contents引言抖音早期的技術(shù)架構(gòu)抖音架構(gòu)的第一次演進(jìn)抖音架構(gòu)的第二次演進(jìn)抖音架構(gòu)的第三次演進(jìn)抖音架構(gòu)的第四次演進(jìn)總結(jié)與展望01引言1抖音的背景介紹23抖音是一款短視頻分享應(yīng)用，于2016年上線，由字節(jié)跳動公司推出。抖音以其獨特的算法、創(chuàng)意和社交屬性迅速獲得了全球用戶的喜愛。抖音不僅提供了短視頻創(chuàng)作和分享的平臺，還為商家和品牌提供了與用戶互動和營銷推廣的渠道。VS隨著抖音用戶量的迅速增長和業(yè)務(wù)復(fù)雜性的增加，架構(gòu)演進(jìn)成為了提高系統(tǒng)性能、可擴展性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。架構(gòu)演進(jìn)能夠幫助抖音應(yīng)對日益增長的數(shù)據(jù)量和流量壓力，同時優(yōu)化用戶體驗，滿足不斷變化的市場需求。架構(gòu)演進(jìn)的必要性02抖音早期的技術(shù)架構(gòu)傳統(tǒng)的Web應(yīng)…抖音早期的技術(shù)架構(gòu)主要采用傳統(tǒng)的Web應(yīng)用架構(gòu)，由前端頁面和后端服務(wù)器組成。前端頁面負(fù)責(zé)展示內(nèi)容，后端服務(wù)器處理用戶請求并返回數(shù)據(jù)。LAMP（Li…抖音早期采用LAMP（Linux、Apache、MySQL、PHP）技術(shù)棧進(jìn)行開發(fā)，具有較好的跨平臺性和可擴展性。簡單的數(shù)據(jù)模型早期的抖音數(shù)據(jù)模型相對簡單，主要涉及用戶信息、視頻內(nèi)容和評論等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。初始的技術(shù)架構(gòu)03實時性要求抖音業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)實時性要求較高，需要快速響應(yīng)用戶的操作請求。面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)01高并發(fā)訪問隨著抖音用戶量的增長，早期技術(shù)架構(gòu)在處理高并發(fā)訪問時出現(xiàn)了性能瓶頸。02數(shù)據(jù)一致性由于數(shù)據(jù)讀寫分離和分布式部署，數(shù)據(jù)一致性成為了一個重要的問題。03抖音架構(gòu)的第一次演進(jìn)引入分布式架構(gòu)在抖音架構(gòu)的第一次演進(jìn)中，引入了分布式架構(gòu)，將系統(tǒng)拆分成多個獨立的服務(wù)，每個服務(wù)都可以獨立地處理用戶的請求，提高了系統(tǒng)的可擴展性和穩(wěn)定性。分布式架構(gòu)的引入分布式架構(gòu)可以有效地提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力，因為每個服務(wù)都可以獨立地處理用戶的請求，同時也可以降低系統(tǒng)的耦合性，使得系統(tǒng)更加靈活和可維護。分布式架構(gòu)的優(yōu)勢隨著抖音用戶量的不斷增加，數(shù)據(jù)庫的讀寫壓力也越來越大，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫優(yōu)化，以提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。在抖音架構(gòu)的第一次演進(jìn)中，采用了多種數(shù)據(jù)庫優(yōu)化措施，包括增加緩存、優(yōu)化查詢語句、拆分?jǐn)?shù)據(jù)庫等，有效地提高了系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的必要性數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的措施數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化在抖音架構(gòu)的第一次演進(jìn)中，引入了緩存技術(shù)，將經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，減少了對數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù)，提高了系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度。緩存技術(shù)的引入緩存技術(shù)可以有效地提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度，因為內(nèi)存的訪問速度要比磁盤快得多，同時也可以降低對數(shù)據(jù)庫的訪問壓力，提高系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。緩存技術(shù)的優(yōu)勢引入緩存技術(shù)04抖音架構(gòu)的第二次演進(jìn)將大型單體應(yīng)用拆分為多個小型、獨立的服務(wù)，每個服務(wù)負(fù)責(zé)特定的業(yè)務(wù)功能，能夠提高系統(tǒng)的可維護性、可擴展性和靈活性。引入微服務(wù)架構(gòu)引入微服務(wù)架構(gòu)需要面對服務(wù)間的通信、數(shù)據(jù)一致性、服務(wù)間調(diào)用等方面的問題，需要合理規(guī)劃并解決這些問題。在抖音架構(gòu)演進(jìn)中，引入了微服務(wù)架構(gòu)，將系統(tǒng)拆分為多個獨立的服務(wù)，每個服務(wù)負(fù)責(zé)特定的業(yè)務(wù)功能，并使用輕量級通信機制實現(xiàn)服務(wù)間的通信。微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)勢微服務(wù)架構(gòu)的挑戰(zhàn)微服務(wù)架構(gòu)的實踐隨著微服務(wù)架構(gòu)的引入，服務(wù)間的通信成為關(guān)鍵問題。需要建立高效、穩(wěn)定的服務(wù)間通信機制，以保證服務(wù)的可用性和穩(wěn)定性。服務(wù)間的通信機制抖音在第二次架構(gòu)演進(jìn)中采用了輕量級通信機制，包括RESTfulAPI和gRPC。RESTfulAPI基于HTTP協(xié)議，采用JSON作為數(shù)據(jù)交換格式，適用于請求和響應(yīng)較小的場景；gRPC則基于高性能的RPC框架，適用于請求和響應(yīng)較大的場景。為了提高服務(wù)間通信的性能，抖音還采用了緩存機制、壓縮數(shù)據(jù)傳輸、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接等措施。服務(wù)間通信的需求服務(wù)間通信的實現(xiàn)服務(wù)間通信的性能優(yōu)化容錯處理的需求在微服務(wù)架構(gòu)下，服務(wù)的數(shù)量和復(fù)雜性增加，容錯處理成為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題。需要采取有效的容錯處理策略，避免故障影響整個系統(tǒng)的可用性。服務(wù)的容錯處理容錯處理的實現(xiàn)抖音在第二次架構(gòu)演進(jìn)中采用了多種容錯處理策略，包括超時控制、重試機制、熔斷器等。超時控制是指在請求超時的情況下自動重試；重試機制是指在請求失敗的情況下自動重試；熔斷器則是指在某個服務(wù)出現(xiàn)故障時自動熔斷，避免故障擴散到整個系統(tǒng)容錯處理的效果通過采取有效的容錯處理策略，抖音成功地提高了系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性，減少了故障對用戶體驗的影響。05抖音架構(gòu)的第三次演進(jìn)引入容器化技術(shù)要點三容器化技術(shù)在第三次架構(gòu)演進(jìn)中，抖音引入了容器化技術(shù)，將應(yīng)用程序和其依賴項打包到獨立的容器中，實現(xiàn)了應(yīng)用程序的快速部署和擴展。要點一要點二容器編排通過使用容器編排工具，如Kubernetes，抖音能夠自動化容器的創(chuàng)建、部署和擴展過程，提高了系統(tǒng)的可用性和可維護性。微服務(wù)架構(gòu)容器化技術(shù)使得抖音能夠?qū)崿F(xiàn)微服務(wù)架構(gòu)，將應(yīng)用程序拆分成多個小的服務(wù)，每個服務(wù)都運行在獨立的容器中，提高了系統(tǒng)的可伸縮性和可維護性。要點三自動化運維抖音通過引入自動化運維工具和流程，如Ansible和SaltStack，實現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施的自動化部署和管理，降低了運維成本和錯誤率。監(jiān)控系統(tǒng)抖音建立了全面的監(jiān)控系統(tǒng)，包括系統(tǒng)性能監(jiān)控、應(yīng)用程序監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等，通過實時收集和分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性。告警機制抖音建立了告警機制，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蛐阅芟陆禃r，能夠及時通知運維人員并采取相應(yīng)的措施，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。自動化運維和監(jiān)控抖音實現(xiàn)了持續(xù)集成，通過自動化的構(gòu)建和測試流程，確保了代碼的質(zhì)量和穩(wěn)定性，降低了集成風(fēng)險。持續(xù)集成通過持續(xù)部署，抖音能夠?qū)⒆钚碌拇a和配置快速部署到生產(chǎn)環(huán)境，提高了系統(tǒng)的迭代速度和響應(yīng)速度。持續(xù)部署為了降低新版本發(fā)布的風(fēng)險，抖音采用了灰度發(fā)布策略，將新版本逐步推送給部分用戶，通過觀察系統(tǒng)表現(xiàn)和用戶反饋，決定是否全面發(fā)布新版本。灰度發(fā)布持續(xù)集成和持續(xù)部署06抖音架構(gòu)的第四次演進(jìn)云原生技術(shù)概述云原生技術(shù)是一種基于容器技術(shù)的輕量級、高可用的應(yīng)用程序部署方式，具有彈性伸縮、快速部署、動態(tài)管理等特點。引入云原生技術(shù)引入原因隨著抖音業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的架構(gòu)已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)需求，需要引入更高效、靈活的架構(gòu)技術(shù)。具體實現(xiàn)將原有的應(yīng)用程序和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行云原生改造，使用容器技術(shù)將應(yīng)用程序打包，通過容器編排工具實現(xiàn)自動化部署和管理。引入原因隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，需要更高效、更靈活的部署方式，以滿足快速迭代和擴展的需求。無服務(wù)器架構(gòu)的實踐具體實現(xiàn)選擇合適的無服務(wù)器平臺，編寫應(yīng)用程序代碼并上傳至平臺，通過API調(diào)用平臺提供的服務(wù)實現(xiàn)應(yīng)用程序的運行和管理。無服務(wù)器架構(gòu)概述無服務(wù)器架構(gòu)是一種新興的軟件部署方式，服務(wù)商提供基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序運行環(huán)境，客戶只需編寫并上傳代碼即可運行應(yīng)用程序。動態(tài)擴展概述動態(tài)擴展是一種根據(jù)業(yè)務(wù)需求自動調(diào)整系統(tǒng)資源的方法，以滿足用戶請求的性能要求。按需分配資源概述按需分配是一種根據(jù)實際需求分配系統(tǒng)資源的方法，以確保資源的合理利用。具體實現(xiàn)使用容器編排工具實現(xiàn)動態(tài)擴展和按需分配資源，根據(jù)業(yè)務(wù)需求自動調(diào)整容器數(shù)量和分布，以滿足用戶請求的性能要求，同時根據(jù)實際需求分配系統(tǒng)資源，以確保資源的合理利用。動態(tài)擴展和按需分配資源07總結(jié)與展望抖音架構(gòu)演進(jìn)的總結(jié)分布式架構(gòu)的采用抖音采用了分布式架構(gòu)，將不同的功能和服務(wù)拆分成獨立的模塊，通過分布式系統(tǒng)進(jìn)行管理和調(diào)度。彈性擴展和容錯能力抖音的架構(gòu)具備彈性擴展和容錯能力，可以快速應(yīng)對用戶量的增長和各種異常情況。技術(shù)驅(qū)動的架構(gòu)抖音的架構(gòu)演進(jìn)一直由技術(shù)驅(qū)動，不斷引入新的技術(shù)和架構(gòu)以優(yōu)化性能和用戶體驗。對未來技術(shù)的展望云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用