架构师训练营 1 期 -- 第四周作业

一个典型的大型互联网应用系统使用了哪些技术方案和手段，主要解决什么问题？请列举描述。

答：一般大型互联网应用都采用了如下技术或方案：

1. 应用与数据分离，将应用程序和数据库或者文件系统部署在不同服务器上，目的是解决单一服务器的资源限制问题。这种架构虽然简单，但体现了互联网系统架构的一个重要思路，通过添加服务器增加系统资源。

2. 使用缓存技术，缓存可以分为本地缓存和远程分布式缓存。一般这两者都会结合使用，本地缓存未命中时，会请求远程缓存。使用缓存的目的是降低数据库或文件系统的压力，提升系统的性能和降低应用响应时间。缓存是互联网系统中非常重要的技术手段，用好缓存可以极大提高系统性能。

3. 使用负载均衡技术构建应用服务器集群。单一应用服务器总会受到资源限制，如带宽，计算机资源如 CPU，内存等。构建一个应用服务器集群，将用户请求分发到各个应用服务器上，就可以实现平滑扩容。构建应用集群可能带来一个问题，就是一致性 session 的问题，一般可以使用将 session 放在 redis 中，来实现一个分布式 session。另外可以根据客户 IP 进行 hash 路由，将同一个用户请求分发到相同服务器。负载均衡服务器也是实现系统高可用的一种手段，当有服务器宕机时，请求会被分发到其它服务器。

4. 数据库读写分离，所有数据库写请求提交到 master 服务器，读请求可以提交到 slave 服务器。这主要是解决数据库服务器资源瓶颈问题。在互联网系统中，数据库服务器是最容易出现性能瓶颈的地方，所以使用缓存或读写分离，是很常见的方案。

5. 使用反向代理或 CDN 进行网站加速。CDN 其实是一种缓存技术，将静态资源缓存到网络运营商的机房中，用户请求这些资源时，就可以从最近的机房获取数据。如果就近机房找不到，则去代理服务器找，如果代理服务器找不到，才去应用服务器找。最终只有少部分中的少部分资源请求到大应用服务器，极大降低了应用服务器压力，提升了网站性能。一般的互联网系统中大部分内容，如图片，脚本，都是从 CDN 获取的。另外现在的直播行业，也大量使用 CDN，提升用户体验。

6. 使用分布式文件系统或分布式数据库系统。这还是解决单一数据库或文件系统带来的资源限制问题。当需要存储的数据非常巨大时，单台服务器是存储不下的。并且随着数据存储的增加，那么数据库服务器性能也会变差，这时候我们需要将数据或文件存储到分布式的数据库或文件系统中。

7. 使用 NOSQL 和搜索引擎。关系型数据库有其有点，比如支持事务功能，但是互联网系统的需求五花八门，有些需求使用关系型数据库就很难实现，或者实现起来效果不好。比如全文索引，对查询结果排序，高亮显示等等。这时候 NOSQL 和搜索引擎就是很好的选择方案。NOSQL，搜索引擎和关系型数据库不是替代关系，而是互相补充。

8. 业务拆分，将不同的功能模块拆分成独立的应用系统，各个系统独立开发，部署。这样带来的高处是降低耦合，每个团队负责一个系统，工作更高效，另外系统也更容易排查问题，系统运行更稳定。不同的应用系统之间可以通过 RPC 或消息队列进行通信。

9. 微服务和中台画，拆分后的业务系统，如登录系统，商品系统，如果需要被多个其它系统调用，就可以下沉对这些应用，将其构建成微服务，大量这样的微服务就构成中台。中台构建好好，当需要开发新的产品是，只需要依赖中台提供的服务和规范，就可以比较容易的构建自己的系统。

10. 大数据与 AI 技术。互联网系统中，除了业务数据，还有许多其他的数据也是非常重要的，比如用户行为，系统日志等等。这些数据规模非常大，要对其进行存储和分析，就需要借助大数据平台。大数据平台的数据又可以成为 AI 的数据来源，通过一些 AI 技术，得到一些智能分析的结果，这些结果可以作为决策冲的重要参考依据，或者给用户比较友好的引导...