【作业要求】

1. 基于模块 3 第 5 课备选架构 2“自研集群 + MySQL 存储”写出完整的架构设计文档

2. 注意不是备选架构文档，而是最终落地的详细架构设计文档

3. 细节部分自己尽量想一下实现方案，如果想不出来可以留着

【提示】

1. 架构设计文档是完整的文档（Word 或者语雀文档之类的都可以），而不是 PPT

2. 架构文档涵盖的内容请参考模块 3 第 4 课，详细架构设计主要内容参考模块 3 第 6 课

3. 课程 PPT 上的一些文字可以直接拷贝到文档中

4. 架构文档模板可以参考： https://xie.infoq.cn/article/a1c01e8f55c81b36a787f9f5b
   

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前言

鉴于游戏业务发展很快，系统也越来越多，系统间协作的效率很低，为增加用户的使用者体验，尤其是 VIP 用户的使用者沟通，须开发新讯息系统。本次开发以自建消息队列的架构，增加讯息系统间沟通效率，以提升使用者体验及降低服务人员的实务操作。

词汇表

[可选，用于明确定义和说明一些英文缩写、术语等，请用表格来呈现，infoq 写作平台不支持表格，所以只能一个一个的列]

[样例：

Reactor: 网络编程模式

Netty: 开源的网络编程框架

]

1. 业务背景

2014 年左右，游戏业务发展很快，系统也越来越多，系统间协作的效率很低，由此带来几个明显的系统问题：

• 性能问题：当系统版本上新后，所有的系统并非直接被通知，而是陆续借由对立接口“依序”被通知，性能很低。

• 效率问题：每个子系统提供的接口参数和实现都有一些细微的差别，导致每次都需要重新设计接口和联调接口，开发团队和测试团队花费了许多重复工作量；且运营子系统和充值子系统为独立资讯流，如有状态需要更新，例如用戶升級 VIP，需要人工介入调整。

基于以上背景，我们需要引入消息队列进行系统讯息沟通优化，将目前的同步调用改为异步通知。

2. 约束和限制

1. 中间件团队规模不大，大约 6 人左右。

2. 开发成本不能太高。

3. 业务优先考虑可用性

4. 各种维护操作要方便，例如收发消息情况、权限控制、上下线等

5. 开发平台是 Linux，数据库是 MySQL

3. 总体架构

3.1 架构分析

3.1.1 成本

中间件团队的研发人员认为这个方案比较简单，实现成本低，但测试代表认为这个方案测试人力投入较大。运维团队认为这个方案的硬件成本比较高，一个数据分组就需要 4 台机器(2 台服务器 + 2 台数据库)。

3.1.2 可维护性

方案可以融入到现有的运维体系中，而且使用 MySQL 存储数据，可靠性有保证，运维团 队也有丰富的 MySQL 运维经验。业务主管对这个方案既不肯定也不否定，因为开发和运维都不是业务团队，对业务团队来说，只要保证消息队列系统稳定和可靠即可。

3.1.3 业务场景

可以为业务场景定制开发各种特性，例如权限控制、消费速度预警等。

3.1.4 性能

部分研发人员对于这个方案的性能持怀疑态度，毕竟使用 MySQL 来存储消息数据，性能 肯定不如使用文件系统。

3.2 总体架构

1. Java 语言编写消息队列服务器

2. 消息存储采用 MySQL

3. SDK 轮询服务器进行消息写入

4. SDK 轮询服务器进行消息读取

5. MySQL 双机保证消息尽量不丢

6. 使用 Netty 自定义消息格式，并且支持 HTTP 接口

7. 方案可以变化，例如底层存储用 HBase(类似 OpenTSDB)、Redis

4. 详细设计

同 3.2 总体架构

4.1 核心功能

4.1.1 客户端 Role 设计

1. 客户端采用 Java 语言开发，基于 Netty 实现与服务端交互

4.1.2 服务器 Role 设计

1. 服务器基于 Netty 开发，采用 Reactor 网络模型

2. 两台服务器组成一个 sharding，整个系统可以多个 sharding，每个

sharding 包含一主一从两台服务器(可以对比 MongoDB shard)

3. 主服务器提供消息读写操作，从服务器只提供消息读取操作

4. 服务器基于 ZooKeeper 进行主从切换

4.1.3 客户端和服务器的 Relation 设计

1. 客户端与服务端采用 TCP 连接，采用 Json 传递数据

2. 为了兼容非 Java 系统，服务端同时提供 HTTP 接口

4.1.4 MySQL 的 Role 和 Relation 设计

1. 采用 MySQL 主从同步

2. 每个消息队列对应一个表

3. 消息表最多存储 30 天内的消息，过期的自动清除

4. 直接用 MySQL 的主从复制来实现数据复制

4.2 关键设计

4.2.1 消息发布

1. 消息队列系统设计两个角色:生产者和消费者，每个角色都有唯一的名称。

2. 消息队列系统提供 SDK 供各业务系统调用，SDK 从配置中读取所有消息队列系统的服务器信息，SDK 采取轮询算法发起消息写入请求给

主服务器。

3. 如果某个主服务器无响应或者返回错误，SDK 将发起请求发送到下一台主服务，相当于在客户端实现了分片的功能

4.2.2 消息读取

1. 消息队列系统提供 SDK 供各业务系统调用，SDK 从配置中读取所有消息队列系统的服务器信息，轮流向所有服务器发起消息读取请求。

2. 消息队列服务器需要记录每个消费者的消费状态，即当前消费者已经读取到了哪条消息，当收到消息读取请求时，返回下一条未被读

取的消息给消费者。

3. 默认情况下主服务器提供读写服务，当主服务器挂掉后，从服务器提供读消息服务

4.2.3 服务器主从切换

1. 同一组的主从服务器配置相同的 group 名称，在 ZooKeeper 建立对应的 PERSISENT 节点

2. 主从服务器启动后，在 ZooKeeper 对应的 group 节点下建立 EPHEMERAL 节点，名称分为为 master 和 slave

3. 从服务器 watch 主服务器的 master 节点状态，当 master 节点超时被删除后，从服务器接管读消息，收到客户端 SDK 的读消息请求后返回消息，收到客户端 SDK 的写请求直接拒绝。

4.3 设计规范

4.3.1 客户端采用 Java 语言开发，基于 Netty 实现与服务端交互

4.3.2 服务器基于 Netty 开发，采用 Reactor 网络模型

4.3.3 服务器基于 ZooKeeper 进行主从切换

5. 质量设计

[必选，描述和质量相关的设计，包括：可测试性、可维护性、可观测性、成本等设计]

[样例：

5.1 消息队列管理后台

5.2 成本

]

[技巧：如果某个维度不涉及，也请在文档中说明，避免评审的时候被认为考虑不周全]

6. 演进规划

[必选，可以是演进规划，也可以是项目计划，需要描述每个里程碑或者版本具体要实现的能力]

[样例：

6.1 消息队列一期

6.2 消息队列二期

]

[技巧：开发阶段快速迭代，小步快跑，但要基本完善后才能正式推出给其他人用]