架构实战营 - 模块 5- 作业

设计微博系统中”微博评论“的高性能高可用计算架构

【作业要求】基于模块 5 第 6 课的微博实战案例，分析“微博评论”这个核心场景的业务特性，然后设计其高性能高可用计算架构，包括但不限于如下内容：

1）计算性能预估（不需要考虑存储性能）

2）非热点事件时的高性能计算架构，需要考虑是否要拆分独立的服务

3）热点事件时的高可用计算架构

总体评估

1，用户量预估：

1. 2020.9 月月活 5.11 亿，日活 2.24 亿（参考《微博 2020 用户发展报告》）

2，用户行为建模：

1，发微博

2，看微博

3，微博评论（本次作业）

借用课上的一些数据

【发微博】

考虑到微博是一个看得多发的少的业务，假设平均每天每人发 1 条微博（只考虑文字微博），则微博每天的发送量约为 2.5 亿条。 大部分的人发微博集中在早上 8：00~9：00 点，中午 12：00~13：00，晚上 20：00~22：00，假设这几个时间段发微博总量占比为 60%，则这 4 个小时的平均发微博的 TPS 计算如下： 2.5 亿 * 60% / (4 * 3600) ≈ 10 K/s

【看微博】

由于绝大部分微博用户看微博的对象是大 V 和明星，因此我们假设平均一条微博观看人数有 100 次，则观看微博的次数为： 2.5 亿 * 100 = 250 亿. 大部分人看微博的时间段和发微博的时间段基本重合，因此看微博的平均 QPS 计算如下： 250 亿 * 60% / (4*3600) = 1000K/s

【微博评论】

【业务特性分析】

微博评论包含两种：

1，看评论（只看）

2，评论内容（不能修改，可以删除自己的评论）

评论内容的行为分两种：

1，一种是评论微博。

2，一种是评论微博下的评论。

分析普通微博内容

分析看微博的评论

【业务特性分析】

看微博是一个典型的读场景，由于评论一般是紧跟在微博下面的，看到微博也就看到了部分评论，且微博评论发了后不能修改，因此非常适合用缓存架构，同时由于请求量很大，负载均衡架构也需要。

【架构分析】

1. 用户量过亿，应该要用多级负载均衡架构

2. 看微博的请求量达到 250 亿，所以看评论的也类似，应该要用多级缓存架构，尤其是 CDN 缓存，是缓存设计的核心。

【架构设计】

1.负载均衡算法选择 游客都可以直接看微博，因此将请求发送给任意服务器都可以，这里选择“轮询”或者“随机”算法。

2. 业务服务器数量估算 假设 CDN 能够承载 90%的用户流量，那么剩下 10%的读微博的请求进入系统，则请求 QPS 为 1000K/s * 10% = 100K/s，由于读取 微博的处理逻辑比较简单，主要是读缓存系统，因此假设单台业务服务器处理能力是 1000/s，则机器数量为 100 台，按照 20%的预留 量，最终机器数量为 120 台。

分析评论微博

约束条件：

1，发微博是评论的基础。

用户行为：

1，大部分用户是不评论的。

2，可能出现评论微博下的评论。

假设一天中，发微博的总量为 2.5 亿条。评论理论上是不限制时间的，但是一般互联网消息具有实时性，传播的很快，那么可能评论微博的时间会有集中的现象，尤其是热点微博，假设发微博的时间集中在早上 8：00~9：00 点，中午 12：00~13：00，晚上 20：00~22：00，这几个时间段发微博总量占比为 60%。那么评论微博也可以这样假定。

另外普通微博的评论数量一般不会很多，假定每条微博的评论数量为 20，评论微博内容的话某一秒集中评论的数量为 10。如果是评论微博的评论的话，某一秒集中评论的数量为 5。

则这 4 个小时的平均评论微博的 TPS 计算如下：

评论微博：

2.5 亿 * 60% / (4 * 3600) *10≈ 100 K/s

评论微博下的评论：

2.5 亿 * 60% / (4 * 3600) *5≈ 50 K/s

所以最后的 TPS 可以用 150 K/s。

【业务特性分析】

评论微博内容是一个写场景，由于写了评论以后不能修改，同时由于请求量很大，负载均衡架构也需要。

【架构分析】

1. 用户量过亿，请求量也很大，应该要用多级负载均衡架构

【架构设计】

1.负载均衡算法选择将请求发送给任意服务器都可以，这里选择“轮询”或者“随机”算法。

2. 业务服务器数量估算 按照一个服务每秒处理 500 来估算，大约使用 150K/500 约等于 300 台，按照 20%的预留，应该是 360 台。

则最终的多级负载均衡架构如下：

分析热点微博内容

如果某一天有热点内容出现，可能会出现某一条内容或多条内容下集中式的爆发性评论。

但是由于热点内容的不确定性，很难预估。

我们可以采取一些策略来预防：

1，排队

2，限流

3，降级

4，熔断