移动互联网的架构设计

一，图片体验的优化。
       在手机上显示图片，速度是一个非常重要的体验点，试想，如果您打开一个网站，发现里面的图片一直显示失败或者是x，稍微做得好一点的，可能是一个不消失的loading或者是菊花等等，但不管如何， 没能快速的拉取和展示图片对用户体验是一个极大的挑战。那么，手机上的图片体验如何做呢？这里笔者有些小总结：
    1，减少图片的大小。在失真度和图片大小中做好折衷，尽量利用工具减少图片的size，也可以考虑利用不同的图片格式。
    2，减少图片的请求数。可以考虑把多个图片利用类似css sprite的方式进行合并，这样可以加载一次即可；
    3，考虑缓存。对图片在客户端进行一定的缓存，设置好缓存时长和更新机制；
    4，考虑使用cdn进行加载图片，做到就近接入访问；
    5，解决DSN劫持的问题。在手机业务上的经验告诉我们，很可能某些地区，某些运营商把我们的域名封掉或者劫持了，这样，图片的域名解释出来的IP却不是我们提供图片服务的IP，并且这种情况很难发现，  因为，如果运营商通过抽样随机劫持，就很难发现。解决办法可以：
.去掉dns，改成直接访问IP的方式，但需要解决根据用户的ip获取最近图片服务的ip地址，实现上：这里cgi在吐出访问图片的地址的时候，获取用户的来源网关IP，调用IP地址库判断来源IP所属地和运营商，然后下发对应的图片部署接入IP， 客户端使用IP直连图片服务器，快速的访问资源。
  问题是，有实现成本，得业务自己去实现类似一个dns解释的逻辑，特别是图片放到cdn的话，这样改造就无法使用cdn带来的加速服务能力。
 
.做好dns劫持的监控，实际上图片dns解释到的vip list肯定是在我们的一个白名单内，如果不是，则肯定属于dns劫持，客户端可以在某个时候拉取一下我们的vip list，作为监控和判断是否dns劫持的问题，如果dns的ip地址 不在白名单内，则替换使用白名单内的ip进行访问。
 
.考虑备用域名的方式，即如果一个域名拉取不到，改用备用域名进行访问，当然如果备用域名也被劫持，那就不行了。

二，优化后台的架构
     后台返回越快，前端的体验就越好，因此，也需要对后台服务的调用链进行梳理，避免循环调用，快慢混杂等问题，基本的原则比较简单，都是一些设计方面的原则
   1，轻重分离。服务中把访问量大，需要速度快的服务和访问量小，但业务逻辑复杂的流程从代码实现和物理部署上进行彻底分离，如用的接入cgi（甚至不同的域名），不同的后台server，不同的集群进行隔离。
      如果放在一起，慢的会拖住快的，这就像木桶原理一样，最终的速度是由最慢的决定的，如果处理不好，可能导致整个服务堵塞不可用。

   2，评估好业务的访问流程和路径设计，区分关键路径和非关键路径，设计上尽量考虑把关键路径转换为非关键路径，关键路径需要有多级容灾的考虑，非关键异常需要有监控。
  
   3，考虑异步化。异步化相比同步的实现来说稍微复杂一些，或者说需要做的工作可能多些，但异步化的好处也会非常明显，特别是需要高性能的业务流程。常见的异步化实现策略是借助mq作为各个系统的缓冲， 生产者进程或者子系统把消息写入mq即可立即返回，而消费者进程或者子系统则定时从mq读取消息继续处理，并且把处理的结果通过回调通知或者写入返回mq给到生产者查询。当然，如果生产者是不关注结果的，那 就更加简单了，丢到mq后即可，这里的问题是整个mq是整个业务流程的关键，需要确保服务的高度可用和性能。

   4，一些配置的动态加载，本地化存储，加上基于版本的更新机制。笔者也发现过有些业务cgi之所以在较少请求量的时候就出现了较高的负载，最终不得不用更多的机器来承担相应的请求量，定位最终原因是cgi在启动的时候需要加载 很多配置的东西，甚至很多配置并不是该cgi需要的，优化思路是：是按需加载，只加载该cgi需要的；提前加载配置到共享内存，同时增加版本号，维护好cgi自身进程的私有版本和共享内存的版本，cgi启动的时候比较版本号，发现不同，则 真正进行文件的重新Load到内存。还有一种模式是采用配置中心进行推送的模式，实现集中管理。

   5，做好外部依赖的管理。一个业务流程可能往往要调用到外部的系统，并且这些系统可能不是你们团队维护的，如果该系统是非关键路径还好，如果是关键路径，那么做好对外部依赖的管理就显得更加重要了，那么如何做好外部依赖的管理呢？
      这里有几个小的tips:
. 对外部调用的服务单独进行封装，如设计单独的proxy去调用外部的服务，这样的好处是方便集中监控和容灾逻辑等处理，在设计上把外部因素进行物理隔离的第一步，后续如果外部系统的协议或者ip地址得发生变化，则可以只修改该模块即可 快速修复；

. 严重建议对外部接口进行错误和超时的监控，一旦出问题，提前预警并快速解决，这里是有血的教训的，某业务和某平台提供者双方在纠结是谁的问题上吵得不可开交，不知道是谁的问题，业务说自己没问题，平台方说自己的服务也很快，如果 你能够拿出你的监控数据，接口超时设置是 1s, 超时的记录有n条，时间是ns，错误的记录有m条，主要错误类型是xxx，那对快速定位是非常有帮助的。

. 考虑是否可以弱化为非关键路径？有些调用可能是否无法弱化为非关键路径的，如登录态校验，失败了只能是业务流程终止，给用户返回失败（当然可能存在部分业务缓存session id作为异常的时候的备用，但这个不是很建议，原因很简单，可能导致入口 不唯一，甚至造成安全漏洞，这里需要具体案例具体分析）。有些路径是可以设计为非关键路径的，如数据上报，

. 关键路径的多级灰度模式。如果知道某个服务是关键路径，比如在支付前的请求billno_server获取唯一的订单号，从业务流程看，这个肯定是一个关键路径，没有订单号就无法下单，业务流程执行不下去，但如果每次下单都调用一次billno_server生成 一个订单号，偶尔的网络超时或者失败都是可能的，而对用户来说，就是此次下单提示大家都非常熟悉得不能熟悉的一句话：“系统繁忙，请稍后再试”，那么是否能够做得更好呢？或者至少减少这种概率呢? 一种思路是每次请求一批billno缓存到本地进程空间， 然后使用的时候先从本地缓存中取，没有了再去请求；一种是请求失败的时候，是否可以考虑用本地随机生成一个，在极端情况下弱化对该关键路径的依赖？

. 若关键路径的数据唯一来源是本业务，则可以考虑自建部分热点数据，一点出现问题，则切换到自建的部分热点数据，继续提供服务。

   6，考虑到手机客户端的计算能力比较弱，在设计上是否把计算成本更多的往服务端移动，利用强大的服务器端计算能力提升用户体验，这一点也是微信架构设计给笔者的一个感受。


三，优化链接
     如何管理链接是一个老生常谈的话题了，这里主要长连接和短连接的问题。当然还有一些什么连接池等策略。
     弱网络环境下，建立链接的时间非常长，网络质量测试数据显示，建立链接占用耗时接近1/3，走短链接又导致链接频繁，所以考虑将短链接改成长链接，在碎片时间内重复利用，减少建链耗时，此外，还有以下几个优点：
     1，C/S的持续链接使得后端能够主动push关键数据到客户端，例如实时的通知，新数字提醒等等，能很好的改善体验，在短链接的情况下，只能依靠客户端进行定时轮询，不可避免的使新数据有所延迟。

     2，进一步节省短链接过程中的包大小，短链接情况下，每次来回请求，都不可避免需要带上一些公共数据。长链接只用在建链接成功后的第一个包中上行这些数据，后续包则可以省掉这些字段，进一步减少流量；

     3，长链接还能有效的减少流量限制类手机软件导致服务不可用的问题，有些流量限制类软件会接管用户的所有网络请求，以达到流量计算和断流的目的，这种本质上就是一种劫持，使用长链接+私有加密协议， 可以使得对方无法准确分析包情况，减少劫持到来的服务不可用情况。

     4，长链接还可以减少在高并发下对临时端口的依赖，有些使用短链接的服务，在高并发下，发现临时端口不可用的问题也可以通过长链接得到缓急。

     注意：使用长链接的时候，必然有长链接过期不可用的情况，因此，业务实现需要埋入重连机制。

四，基于网络质量的多级服务设计
     手机的网络环境比较多样，如wifi, 3G, 4G 还有2G等，不同的网络环境的体验是不同的，对非常好的网络环境我们就不说了，关键讨论一下在2G等比较恶劣的情况下的一些思考。
1，不同的网络环境是否具备多级的服务能力？如针对2g网络的用户，显示的内容更少? 图片变成文字？一些功能入口不可用？

2，减少网络协议包的大小。在网速很慢的情况下，包的大小至关重要，直接影响成功率，可以考虑更加紧凑的协议（包括不必要的字段不发送）+压缩算法。这里有个tips，大家知道cookie的内容都是每次跟在http请求一起发送给到服务器的， 对图片，js，ccs等建议部署其他域名进行cookie隔离，这样也可以减少一定的包大小。