作者： 张辉清 from: https://www.infoq.cn/article/UoWc9uUtVIrm-azWOglu

2019 年 1 月 4 日，腾讯宣布成立技术委员会，也代表之前宣布的架构调整终于拉开序幕。那么中小团队要如何搭建自己的团队架构呢？本文将会对此展开讨论……
平时我们看技术大会上的分享大多高大上，亿级流量、超大型研发团队，虽然值得借鉴，但由于应用场景与研发资源的差异，一般企业并不容易落地。其实，中小型研发团队在 IT 行业还是占大多数，他们在技术架构方面的问题较多，技术阻碍业务、跟不上业务发展的情况非常常见。
我是一个有十多年经验的 IT 老兵，曾在两家几千人的技术团队做过架构与技术管理工作，也曾在几十人至几百人的中小研发团队做过首席架构师和 CTO。一个是定制的劳斯莱斯，一个是大众轿车。在互联网大厂做技术研发，大多只是一个螺丝钉。而在中小研发团队，则比较容易掌控全局。
笔者结合近几年的工作经验，摸索出了一套可直接落地、基于开源、成本低、可快速搭建的框架及架构方案。小团队也能构建大网站，中小研发团队架构实践更贴近于一般程序员的实际情况，更具应用参考价值。

一、框架篇：工欲善其事，必先利其器

如果说运维是地基，那么框架就是承重墙。农村建住房是一块砖一块砖地往上垒，而城市建大 House 则是先打地基，再建承重墙，最后才是垒砖，所以中间件的搭建和引进是建设高可用、高性能、易扩展可伸缩的大中型系统的前提。
框架篇中的每章主要由四部分组成：它是什么、工作原理、使用场景和可直接调试的 Demo。其中中间件及 Demo 是历经两家公司四年时间的考验，涉及几百个应用，100 多个库 1 万多张表，日订单从几万张到十几万，年 GMV 从几十亿到几百亿。
所有中间件与工具都是基于开源。早期我们也有部分自主研发如集中式日志和度量框架，后期在第二家公司时为了快速地搭建、降低成本、易于维护和扩展，全部改为开源。这样不仅利于个人的学习成长、知识重用和职业生涯，也利于团队的组建和人才的引进。

1、集中式缓存 Redis
缓存是计算机的难题之一，分布式缓存亦是如此。Redis 看起来非常简单，但它影响着系统的效率、性能、数据一致性。
用好它不容易，具体包括：缓存时长（复杂多维度的计算）、缓存失效处理（主动更新）、缓存键（Hash 和方便人工干预）、缓存内容及数据结构的选择、缓存雪崩的处理、缓存穿透的处理等。Redis 除了缓存的功能，还有其它功能如 Lua 计算能力、Limit 与 Session 时间窗口、分布式锁等。我们使用 ServiceStack.Redis 做客户端，使用方法详见 Demo。

2、消息队列 RabbitMQ
消息队列好比葛洲坝，有大量数据的堆积能力，然后再可靠地进行异步输出。它是 EDA 事件驱动架构的核心，也是 CQRS 同步数据的关键。为什么选择 RabbitMQ 而没有选择 Kafka，因为业务系统有对消息的高可靠性要求，以及对复杂功能如消息确认 Ack 的要求。

3、集中式日志 ELK
日志主要分为系统日志和应用日志两类。
试想一下，你该如何在一个具有几百台服务器的集群中定位到问题？如何追踪每天产生的几 G 甚至几 T 的数据？集中式日志就是此类问题的解决方案。
早期我们使用自主研发的 Log4Net+MongoDB 来收集和检索日志信息，但随着数据量的增加，查询速度却变得越来越慢。后期改为开源的 ELK，虽然易用性有所下降，但它支持海量数据以及与编程语言无关的特征。下图是 ELK 的架构图：

4、任务调度 Job
任务调度 Job 如同数据库作业或 Windows 计划任务，是分布式系统中异步和批处理的关键。我们的 Job 分为 WinJob 和 HttpJob：

• WinJob 是操作系统级别的定时任务，使用开源的框架 Quartz.NET 实现；
• 而 HttpJob 则是自主研发实现，采用 URL 方式可定时调用微服务。

HttpJob 借助集群巧妙地解决了 WinJob 的单点和发布问题，并集中管理所有的调度规则，调度规则有简单规则和 Cron 表达式。HttpJob 它简单易用，但间隔时间不能低于 1 分钟，毕竟通过 URL 方式来调度并不高效。
下图是 HttpJob 的管理后台：

5、度量工具 Metrics
“没有度量就没有提升”，度量是改进优化的基础，是做好一个系统的前置条件。
Zabbix 一般用于系统级别的监控，Metrics 则用于业务应用级别的监控。业务应用是个黑盒子，通过数据埋点来收集应用的实时状态，然后展示在大屏或看板上。它是报警系统和数字化管理的基础，还可以结合集中式日志来快速定位和查找问题。我们的业务监控系统使用 Metrics.NET+InfluxDB+Grafana。

6、微服务 MSA
微服务是细粒度业务行为的重用，需要与业务能力及业务阶段相匹配。
微服务框架是实现微服务及分布式架构的关键组件，我们的微服务框架是基于开源 ServiceStack 来实现。它简单易用、性能好，文档自动生成、方便调试测试，调试工具 Swagger UI、自动化接口测试工具 SoapUI。
微服务的接口开放采用我们自主研发的微服务网关，通过治理后台简单的配置即可。网关以 NIO、IOCP 的方式实现高并发，主要功能有鉴权、超时、限流、熔断、监控等，下图是 Swagger UI 调试工具：

7、搜索引擎 Solr
分库分表后的关联查询，大段文本的模糊查询，这些要如何实现呢？
显然传统的数据库没有很好的解决办法，这时可以借助专业的检索工具。全文检索工具 Solr 不仅简单易用性能好，而且支持海量数据高并发，只需实现系统两边数据的准实时或定时同步即可。下图是 Solr 的工作原理：

8、更多工具

• 分布式协调器 ZooKeeper：ZK 工作原理、配置中心、Master 选举、Demo，一篇足以；
• ORM 框架：Dapper.NET 语法简单、运行速度快，与数据库无关，SQL 自主编写可控，是一款适合于互联网系统的数据库访问工具；
• 对象映射工具 EmitMapper 和 AutoMapper：EmitMapper 性能较高，AutoMapper 易用性较好；
• IoC 框架：控制反转 IoC 轻量级框架 Autofac；
• DLL 包管理：公司内部 DLL 包管理工具 NuGet，可解决 DLL 集中存储、更新、引用、依赖问题；
• 发布工具 Jenkins：一键编译、发布、自动化测试、一键回滚，高效便捷故障低。

  二、架构篇：思想提升

  会使用以上框架并不一定能成为优秀的架构师，但一位优秀架构师一定会使用框架。架构师除了会使用工具外，还需要架构设计思想和性能调优技能。此部分以真实项目为背景，思想方法追求简单有效，内容包括企业总体架构、单个项目架构设计、统一应用分层、调试工具 WinDbg。
  1、企业总体架构
  当我们有了几百个上千个应用后，不仅仅需要单个项目的架构设计，还需要企业总体架构做顶层思考和指导。
  大公司与小商贩的商业思维是一样的，但大公司比较难看到商业全貌和本质。而小公司又缺乏客户流量和中间件的应用场景，中型公司则兼而有之，所以企业总体架构也相对好落地。
  企业总体架构需要在技术、业务、管理之间游刃有余地切换，它包括业务架构、应用架构、数据架构和技术架构。
  附档是一份脱敏感信息后的真实案例，有参考 TOGAF 标准，但内容以解决公司系统的架构问题为导向、以时间为主线，包括企业商务模型、架构现状、架构规划和架构实施。
  2、单个项目架构设计
  应用架构设计如同施工图纸，能直接指导工程代码的实施。
  上一环是功能需求，下一环是代码实施，这是架构设计的价值所在。从功能需求到用例，到用例活动图，到领域图、架构分层，到核心代码，它们之间环环相扣。做不好领域图可能源自没有做好用例活动图，因为用例活动图是领域图的上一环。关注职责、边界、应用关系、存储、部署是架构设计的核心，下图是具体案例参考：
  
  3、统一应用分层
  给应用分层这件事情很简单，但是让一家公司的几百个应用采用统一的分层结构，这可不是件简单的事情。它要做到可大可小、简单易用、支持多种场景，我们使用 IPO 方式：I 表示 Input、O 表示 Output、P 表示 Process，一进一出一处理。
  应用系统的本质就是机器，是处理设备，也是一进一出一处理，IPO 方式相对于 DDD 而言更为简单实用。
  
  4、诊断工具 WinDbg
  生产环境偶尔会出现一些异常问题，而 WinDbg 或 GDB 就是解决此类问题的利器。调试工具 WinDbg 如同医生的听诊器，是系统生病时做问题诊断的逆向分析工具，Dump 文件类似于飞机的黑匣子，记录着生产环境程序运行的状态。
  本文主要介绍了调试工具 WinDbg 和抓包工具 ProcDump 的使用，并分享一个真实的案例。
  N 年前不知谁写的代码，导致每一两个月偶尔出现 CPU 飙高的现象。我们先使用 ProcDump 在生产环境中抓取异常进程的 Dump 文件，然后在不了解代码的情况下通过 WinDbg 命令进行分析，最终定位到有问题的那行代码。
  

  三、公共应用篇：业务与技术的结合

  先工具再框架，然后架构设计，最后深入公共应用。
  公共应用因为与业务系统结合紧密，但又具有一定的独立性，所以一般自主开发，不使用开源也不方便开源。公共应用主要包括单点登录、企业支付网关、CTI 通讯网关（短信邮件微信），下面介绍单点登录和企业支付网关。
  1、单点登录
  应用拆分后总要合在一起，拆分是应用实施层面的拆分，合成是用户层面的合成，而合成必须解决认证和导航问题。单点登录 SSO 即只需要登录一次，便可到处访问，它是建立在用户系统、权限系统、认证系统和企业门户的基础上。
  我们的凭证数据 Token 使用 JWT 标准，以解决不同语言、不同客户端、跨 WebAPI 的安全问题。
  2、企业支付网关
  企业支付网关集中和封装了公司的各大支付，例如支付宝、财付通、微信、预付款等。它统一了业务系统调用各支付接口的方式，简化了业务系统与支付系统的交互。它将各种支付接口统一为支付、代扣、分润、退款、退分润、补差、转账、冻结、解冻、预付款等，调用时只需选择支付类型即可。
  企业支付网关将各大支付系统进行集中地设计、研发、部署、监控、维护，提供统一的加解密、序列化、日志记录和安全隔离。

四、进阶篇：从架构到管理

架构要落地、固化和提升，需要通过技术架构与组织架构的对齐来达成。从生产力到生产关系，从架构师到技术管理，你关注的角度也将发生变化。从关注技术到关注技术的商业价值、技术与业务的匹配与融合、技术团队的文化等等。
本部分内容包括技改之路、技术与业务的匹配与融合、研发团队文化是怎么长出来的，重点会介绍以下 3 个。
1、技改之路：从单块应用到微服务
技改是技术改造的简称，是技术的蜕变。这里指的是在公司技术发展的某个瓶颈阶段，按原有开发和组织方式已经无法玩下去，这时公司希望引进架构师或技术牛人，来破解当前困局。
技改之路少讲技术多讲路，我们不过多地关注技术细节和中间件的实现，而重点讲述技术改造的过程和思考。技改是大折腾，于公司于个人而言都是。小改怡情、大改伤身，所以真正高手下棋，应该是通盘无妙招，让正确的事情很容易发生，基于自然的演化来实现技术的演进。
2、技术与业务的匹配与融合
是什么在驱动公司的发展？
技术说“科学技术是第一生产力”，市场说“没有市场，哪来的业务”，运营说他自己。应该说他们都是正确的，但又不全面。这如同盲人摸象一样，引发了不少的争论，也直接或间接地导致了技术与业务的矛盾。
本文先抛出了一个启发性的问题，然后分析问题出在哪里，理解源于彼此的了解，如何去匹配与融合，最后正面回答了该问题。只有尊重事物的发展规律，加强技术与业务的之间合作，才能促进公司发展。
3、研发团队文化是怎么长出来的
从死气沉沉到激情活力，从固步自封到好学分享，这是一个有关团队文化的主题。寺庙文化传承千百年，舌尖上的美食流传至今，它是如何形成和生长的？是参考大公司或从管理书籍上挑选几个词语，还是脚踏实地、土里吧唧，自己一步一步埋头干？
我们要先弄清遇到的问题，然后是找到解决之道，包括管理工具、制度和行为措施，并予以贯彻并形成一种习惯，最后是总结并归纳成几个可以贴到墙上的大字，即「共治分享自视一起拼，简单有效快」，这个过程就如同花朵一般。只有这样「长」出来的文化，才能管人做事，才能成为公司或团队的执行力。
以上目录顺序不仅是架构改造的参考路径，也是架构师的成长路径。照着做，你也能够成为架构师。本文后续还会涉及框架中的其他部分，对内容进行更详细的延展分析。
我们希望能够尽量降低工具对研发人员的门槛，实现简单实用、降低成本。文章中部分 Demo 采用 C#或 Java 语言，但到了框架与架构层面，与语言本身没有太多关系。
如 RabbitMQ、Job、Redis 和集中式日志 ELK，它们服务端的部署都是一样的，只是客户端语言版本稍有不同。所有 Demo 在一段时间内都可直接运行，服务地址和管理后台亦可直接访问。
以上这些基础工作，希望能够帮助到中小型研发团队，解决大家项目中遇到的实际问题，也愿与你一起在架构方面有所成长，谢谢！

案例参考和 Demo 下载

下载地址：
https://github.com/das2017?tab=repositories
作者介绍
张辉淸，曾任中青易游 CTO、同程交通创新技术负责人、古大集团首席架构师、携程架构师等职务。带领过 30～200 人的技术团队，将其研发能力提高 1～2 个档次。现阶段主要关注技术创新、技术创业、中小研发团队的能力提升。