优秀架构师修成之路( 四 ) _架构师

上述四种思维，往往在架构设计中是融合使用的，需要根据业务或者系统的需求来选择侧重思维方式。
单元化架构，微服务架构以及 Serveless 架构单元化架构
1. 单元化是什么单元化架构是从并行计算领域发展而来。在分布式服务设计领域，一个单元（Cell）就是满足某个分区所有业务操作的自包含的安装。而一个分区（Shard），则是整体数据集的一个子集，如果你用尾号来划分用户，那同样尾号的那部分用户就可以认为是一个分区。单元化就是将一个服务设计改造让其符合单元特征的过程。

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单元化架构，为什么要用以及我们如何做到
图 1 ：洋葱细胞的显微镜截图，单元化要达到的目的就是让每个单元像细胞一样独立工作
在传统的服务化架构下（如下图），服务是分层的，每一层使用不同的分区算法，每一层都有不同数量的节点，上层节点随机选择下层节点。当然这个随机是比较而言的。

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单元化架构，为什么要用以及我们如何做到
图 2 ：传统的服务化架构，为伸缩性设计，上层节点随机选择下层节点
与其不同的是，在单元化架构下，服务虽然分层划分，但每个单元自成一体。按照层次来讲的话，所有层使用相同的分区算法，每一层都有相同数量的节点，上层节点也会访问指定的下层节点。因为他们已经在一起。

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单元化架构，为什么要用以及我们如何做到
图 3 ：单元化架构，为性能和隔离性而设计，上层节点访问指定下层节点
2. 为什么要用单元化在性能追求和成本限制的情况下，我们需要找到一种合适的方法来满足服务需求。在传统的分布式服务设计，我们考虑的更多是每个服务的可伸缩性，当各个服务独立设计时你就要在每一层进行伸缩性的考虑。这是服务化设计（SOA）流行的原因，我们需要每个服务能够单独水平扩展。
但是在摩尔定律下，随着硬件的不断升级，计算机硬件能力已经越来越强，CPU 越来越快，内存越来越大，网络越来越宽。这让我们看到了在单台机器上垂直扩展的机会。尤其是当你遇到一个性能要求和容量增长可以预期的业务，单元化给我们提供另外的机会，让我们可以有效降低资源的使用，提供更高性能的服务。
总体而言，更高性能更低成本是我们的主要目标，而经过单元化改造，我们得以用更少（约二分之一）的机器，获得了比原来更高（接近百倍）的性能。性能的提升很大部分原因在于服务的本地化，而服务的集成部署又进一步降低了资源的使用。
当然除了性能收益，如果你做到了，你会发现还有很多收益，比如更好的隔离性，包括请求隔离和资源隔离，比如更友好的升级，产品可以灰度发布等。单元化改造后对高峰的应对以及扩容方式等问题，各位可以参考#微博春节技术保障系列#中的单元化架构文章，也不在此一一赘述。
3. 我们如何做到此次单元化改造基于微博现有的业务，因此这里也先行介绍一下。粉丝服务平台是微博的内容推送系统（代号 Castalia），可为 V 用户提供向其粉丝推送高质量内容的高速通道（单元化之后已到达百万条每秒）。整个服务涉及用户筛选、发送计费、屏蔽检查、限流控制和消息群发等多个子服务。由于改造思想相通，这里以用户筛选和消息群发两个服务为例，下面两图分别为商业群发在服务化思想和单元化思想下不同的架构。

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图 4：服务化思想下的商业群发架构设计（旧版）

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图 5 ：商业群发在单元化思想下的架构设计（新版）
对于筛选服务，在服务化架构里，需要去粉丝服务获取粉丝关系，然后去特征服务进行用户特征筛选，最后将筛选结果传输到群发服务器上；而在单元化架构里，粉丝关系直接就在本地文件中，用户特征服务也在本地，最后的筛选结果再不需要传输。服务本地化（粉丝关系和用户特征存储）减去了网络开销，降低了服务延时，还同时提高了访问速度和稳定性，而筛选结果本地存储又进一步节省了带宽并降低了延迟。以百万粉丝为例，每次网络操作的减少节省带宽 8M 左右，延时也从 400ms 降为 0 。