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。在介绍下面的技术之前,有必要说说前些年我们做过的几个产品。
先说一个比较悲剧的——“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产生之前,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,对产品的功能做了裁剪,与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,但最终没有支撑下去,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。当时为了提高流量,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。
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,这个地方必须在登录之后才能看到,所以风格与外观完全不一样,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地操作,非常麻烦(想想那些卖书的)。这时候一个重要人物承志(现在的蘑菇街CEO)登场了,他给我们演示了最牛的前端交互技术,就是Gmail上那种AJAX的交互方式,可以拖动,可以用鼠标右键,也可以用组合键,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始行动了。我们热火朝天地干了三个月,快要完成的时候,老马突然出现在我身后,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,链接下面的下画线都没有,上下架用文件夹表示,他都不知道怎么操作,卖家肯定也不会玩。
页面如下图所示:看看这神乎其技的翻页条、精致的文件夹结构、人性化的多选框,还有一个类似Excel的冻结窗口的功能,这有多么性感啊!
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,说不会玩儿。一灯就和承志一起商量怎么把页面改得像网页一点,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人反对。于是这十来个人做了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?这个产品带给我们的是新技术(AJAX、prototype框架)的尝试,以及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。在2006年“五一”的时候,一个划时代的项目启动了。财神说要用最好的项目阵容,我被选中了,这一下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出排名(类似于百度的竞价排名,但不仅仅看他出了多少钱,还要看信用、成交量、被收藏数量等,这个算法弄得巨复杂)。这是一个多么牛的盈利模式啊!
这个系统进行得很顺利,但发布的时候,更大的群体性事件出来了,买家们质疑:你们不是承诺三年不收费吗?收广告费不是收费吗?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,甚至同行推出了“一键搬家”的功能来收纳我们的会员。一时间,舆论哗然,各种矛头都指了过来。为了收场,我们又一次在论坛中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Yahoo中国合并之后,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,其中用到了用户行为追踪、AJAX等,而且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有几个亿,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,而用缓存一般都是异步更新的,所以,一开始根本没考虑把这个数据放入缓存里。我们的商品表里增加了这样一个字段,每增加一个PV,该字段就要更新一次。发布一个小时后,数据库就挂掉了。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WebApp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,整个商品详情的页面都在缓存中了,把缓存用到了极致。
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技术了,在2004年的时候,我们使用一个叫做ESI(Edge Side Includes)的缓存(Cache)。在决定采用ESI之前,多隆试用了Java的很多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。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,这用于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部分和静态的不变更部分,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。
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,而且是必需的。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个,一个小卖家的可能只有几个,那么这个大卖家的用户信息要是每次都从数据库中读取,显然不划算,要是把这个信息放在内存中,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(它于2003年6月出现,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写了一个缓存系统,叫TBstore,这是一个分布式的基于Berkeley DB的缓存系统,推出之后,在阿里巴巴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)、用户信息等内容。
TBstore的分布式算法实现:根据保存的Key(关键字),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的Cache服务器。由Java Client API封装实现,应用无须关心。
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,它是可以做持久化存储的。但是一旦往磁盘写入数据,作为缓存的性能就大幅下降。
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,否则以后的系统无法扩展。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,粗算一下,每天要取几十亿条的用户信息,若直接查询数据库,数据库肯定会崩溃,这里必须要用缓存。于是多隆专门为UIC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TDBM 2.0系统。
下图是一个关键应用的实时监控信息,第一行是UIC的缓存命中率,可以看到有99.2%之高。换句话说,也就是给数据库减少了99.2%的压力。
由于TDBM、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Key-Value缓存系统——Tair (TaoBao Pair的意思,Pair即Key-Value数据对)。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,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的状况汇报给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的架构图如下图所示。
系统部署结构如下图所示。
目前,Tair支撑了淘宝几乎所有系统的缓存信息。Tair已开源,地址为code.taobao.org。
在创造了TFS和Tair之后,整个系统的架构如下图所示。
在这个时候,研发部对搜索引擎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。
到2007年,淘宝网日均PV达到2.5亿个,商品数超过1亿个,注册会员数达5千多万个,全网成交额达433亿元。