架构设计大作业

一、简述

背景

通达是某上市公司全资投资成立的一家物流快递公司，主要进行同城快递业务，公司刚刚成立，组建 20 人技术部门，准备两个月后系统开发完成上线，你是后端架构师，请你完成系统顶层架构设计，并组织架构评审会议。

说明：技术部没技术负责人，有产品负责人兼管（产品负责人为原某互联网大厂的产品总监，研发出身），架构师（你）是技术部最资深的技术人员。

产品需求

• 用户通过 app 发起快递下单请求并支付

• 快递员通过自己的 app 上报自己的地址位置，每 30 秒上报一次

• 系统受到快递请求后，向距离用户直线距离 5km 内的所有快递员发送通知

• 快递员需要进行抢单，第一个抢单的快递员得到配单，系统向起发送用户详细地址

• 快递员到用户处收取快递，并记录到系统中：已收件

• 快递员将快递送到目的地，并记录到系统中：已送达

说明：预计上线后三个月日单超过 1 万，一年日单超过 50 万

技术方案建议

• 用户下单请求通过负载均衡服务器发送给下单网关集群

• 使用消息队列向 5km 内的快递员发送通知（消费者服务器获取的消息内容包括：用户地址，快递员列表）

• 快递员实时位置缓存在分布式缓存 redis 中

• 数据存储使用 mysql，第一个上线版本不要求做数据分片，但要做主从复制

说明：以上技术方案建议是公司请的外部技术顾问（该顾问是产品负责人的朋友）给出的，具体是否合适请架构师定夺

练习要求

PPT 方式输出系统概要设计（顶层架构设计），包含以下模型，进行架构设计评审

• 系统关键用例图，描述产品主要功能需求

• 下单抢单场景的业务活动图，角色领域泳道模型（角色：用户，快递员，系统）

• 系统部署模型：描述系统服务器关系（如：网关服务器，微服务服务器，负载均衡，分布式缓存，消息队列服务器，消息消费者服务器，数据库读写分离）

• 下单抢单场景的服务器时序模型

• 订单状态图模型

说明：ppt 需要在备注区对模型图进行必要的备注说明

PS：练习要求是大作业的要求（最低要求），建议自己代入角色，思考如何交出一份漂亮的设计文档，奠定自己在公司的地位

二、分析

• 上市公司全资投资 -- 短时间项目不会缺钱

• 同城快递业务 -- 以后业务会不会拓展到全国

• 20 人的技术团队 -- 算是中等规模的开发团队了

• 两个月后上线 -- 对于整个系统来说工期比较紧

• 技术部没有技术负责人 “我”的角色是架构师 -- 如果项目进展顺利“我”的晋升的可能性很大

• 对于外部技术顾问给出的方案 -- 总体比较靠谱，可以适当采纳

• 上线后三个月日单超过 1 万，一年日单超过 50 万 -- 同城预计大概有几百个快递员，假设有 200 个快递员，每人每天平均 50 单，系统 TPS 预计不超过 5（考虑到快递集中的时间点）；一年日单翻 50 倍，系统 TPS 也不超过 250，所以系统并发量不是很高，服务基本做两个节点的负载均衡就可以了。

• 另外系统上线后，整体的业务会处于高速增长期，需求变更会非常多，前期需要做好软件的顶层设计，用好设计原则与设计模式。

• 需要根据寄件人地址和快递员的位置进行匹配（5km 内），可以使用 redis 扩展数据类型 GEO

• 用户 app 功能相对简单，前期可以考虑使用小程序替代

三、架构设计

3.1 设计概述

同城快递系统是⼀个用于进行同城快递业务的系统，是公司战略核心系统，承载着公司核心价值的目标任务。

3.1.1 功能约束

使⽤者包括用户、快递员、系统管理运营，主要核心功能如下：

用户：下单、支付、查看物流、评价

快递员：上报位置、抢单、订单配送、物流信息更新

系统：订单处理、广播订单、派发订单、数据分析（大数据平台）

3.1.2 非功能约束

• 上线后三个月日单超过 1 万，一年日单超过 50 万

• 用户 APP 性能⽬标：平均响应时间<300ms，95%响应时间<500ms，单机 TPS>100；

• 快递员 APP 性能⽬标：平均响应时间<800ms，95%响应时间<1000ms，单机 TPS>100；

• 后台管理系统性能⽬标：平均响应时间<800ms，95%响应时间<1000ms，单机 T PS>100；

• 系统核⼼功能可⽤性⽬标：>99.97%；

• 系统安全性⽬标：客户端程序与服务端进行加密通信；

• 数据持久化⽬标：>99.99999%，保存时长不少于 3 年。

3.2 系统部署图与整体设计

系统上线建议使用公有云，这样可以把重心放到业务研发中，减少基础设施的维护成本。

主要组件包括：

客户端：用户 APP（小程序）、快递员 APP

基础设施：防火强、反向代理服务器、网关服务器、数据库存储、消息队列、缓存

微服务：注册中心、配置中心、微服务分布式集群

3.2.1 系统部署图

3.2.2 系统用例图

3.2.4 下单抢单场景时序图

3.2.5 下单抢单场景活动图

3.2.5 订单状态图