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三代架構

從2005年開始,支付寶的技術架構經歷了「煙囪型」、「面向服務型」、「雲平台型」三個時期。

「煙囪」是一個形象的比喻,支付寶的第一代架構就像一個個獨立的「煙囪」。沒有基礎架構可言,做一個業務就豎起一個「煙囪」,「煙囪」之間的關聯性不大,每做一個新業務就要將一個煙囪進行手動改造,而支持主要業務的「大煙囪」經歷了無數次的改動。

2005~2006年,支付寶業務發展得很快,任何一個商業想法,從產生到提供給用戶使用的時間都是按天來計算的,如每年「雙十一」大促時的支付寶紅包,就是程立用四天時間做出來的。

應該說,第一代「煙囪型」的系統較好地滿足了小團隊開發、業務快速試錯的需求,但是這個架構不能支持大團隊的分佈式研發。在「煙囪型」的技術架構下,每當開發新的產品和功能時,只能允許所有人在一個系統裡去寫代碼,與此同時,它的部署也是集中的,核心系統就是一個集群,數據庫也只有一個。因此,隨著業務量的上升,這樣的數據庫和集群都會達到極限。

從2006年開始,支付寶的技術團隊意識到,「煙囪」架構無法支持支付寶未來業務的發展,如果要繼續拓展業務,必須先把架構分佈化,建立底層服務架構,讓專業模塊做專業的事情。當時,分佈式系統在互聯網界的應用並不罕見,規模較大的互聯網公司系統都分佈化了,但是對於金融系統而言,分佈化是沒有先例的。這是因為金融系統要求高穩定性和高安全性,任何改進都要先保證用戶賬目上的錢分毫不差。在系統數據分離之後,保證系統之間業務處理的一致性就成了核心的問題。

這時,程立剛從技術團隊的主力架構師升至首席架構師,團隊主管要求他不必寫代碼了,而是專注去「畫大圖」,為團隊的未來發展指明方向。可是對程立來說,這是一個完全不同的任務。整整一個季度的時間,他沒有畫出一張令自己滿意的「大圖」,KPI考核只得了3.25分,程立甚至一度想辭職。

程立所要畫的「大圖」,就是支付寶二代的架構。

後來,到了2007年初,程立的腦子裡漸漸產生了一個想法。與此同時,業界的技術也逐漸成熟,特別是大規模SOA系統[3]中的分佈式事務處理標準逐漸明晰,程立就和同事一起,從2007年上半年開始準備將支付寶的系統做分佈式的改造,現在看來就是把支付寶的架構改成一個分佈式服務和分佈式架構。

程立選擇先拿交易服務來開刀,首先將最複雜的交易服務重構,使交易服務變成「微服務」,這樣就能將它拿出來和其他事務打交道,同時還要保持事務和核心虛擬賬戶業務的一致性。為了解決這個事務問題,他們使用了WS-Transaction服務規範[4]。

2007年5月,項目正式啟動。支付寶的技術團隊分為幾撥人:一撥人寫分佈式事務的底層框架,一撥人設計新的核心的交易系統,還有一撥人做分佈式事務的框架。兩個月後,開發完工,系統運轉了起來,一切看上去似乎都很正常。

但當程立從系統的複雜度去審視時,他發現了一個問題,原本非常簡單的處理過程,現在卻變得異常複雜。比如,僅一個消息處理,分佈系統之間的消息就有10~20個,如果這樣,系統上去是要「死人」的。

進退之際,他想起了自己在2005年做支付寶三期時的經驗:如果系統存在問題,就不要抱任何僥倖心理,要敢於面對問題,查找原因,從頭再來。項目團隊經過反覆思考之後,決定把前面的架構推翻重做。

後來,程立又想到了一個簡單的架構,他要求同事按照新架構開發。在團隊的支持下,到9月底,開發工作全部完成。2007年「十一」長假,他提前三天回來,把代碼重新檢查了一遍,又加了很多的監控日誌。「十一」過後,新系統順利發佈。

二代架構在支付寶技術發展過程中是很關鍵的一步,因為新系統將原來的大系統拆開了,在當時這個項目叫作「交易服務化」。有「交易服務化」作為基礎,後來支付寶又做了賬務三期。做完賬務三期之後,核心賬務系統也分佈化了。從2007年開始,支付寶陸續用了三年左右的時間對整個系統進行分佈化。

這樣,支付寶就夯實了分佈式事務的基礎設施,核心賬務可以分佈,核心交易也可以分佈,所有的業務都可以分開來做。結果是,支付寶的系統可以伸縮了,每一個系統都是分佈式的,如果遇到業務峰值,就可以增加資源。幸運的是,當支付寶的二代架構做完後不久,淘寶就開始搞「雙十一」大促了。

支付寶的第二代架構為第三代架構「雲支付」奠定了良好的基礎,因為如果使用雲計算,系統首先要分佈,只有這樣才能用很多小型機器、雲資源作為支撐。

但二代架構過渡到三代架構的過程並非一帆風順,在二代架構完成後,雖然支付寶把系統拆開了,但是如何讓新業務長在複雜的分佈式系統上是一個非常複雜的問題,在業務很多的情況下,系統會變成一張複雜的網。

支付寶技術團隊想到把業務進行拆分和梳理,從而將系統變成一個邊界明晰的雲服務平台。比如,系統裡有一個支付服務的平台,它的作用是對外提供支付服務,任何一個業務需要用到支付時,直接對接就可以,這樣支付的功能馬上就可以調用了。類似地,會員服務的系統、運營服務的系統與營銷服務的系統紛紛搭建出來,各種服務像「水、電、煤」一樣能夠即需即用。

總之,第三代雲支付架構能夠完成兩方面的改造。一方面是在底層使用雲計算技術,另一方面是在上層把服務變成雲服務,這樣建立在其上的業務就可以很快地生長。

從二代架構過渡到三代架構,支付寶又花了三年時間,在此期間,支付寶開始自主研發中間件、數據庫、大數據平台。正是這個雲計算的架構,支撐了近幾年淘寶大促的交易,也使後來的「雙十一」能夠平穩地進行。

用程立的話說,如果這個事情做得晚一點,這幾年的「雙十一」大促就別想挺過來了。不僅如此,雲服務的三代架構也為今天螞蟻金服的發展奠定了堅實的基礎,現在的螞蟻金融雲就是建立在這個架構的基礎之上的。螞蟻金服對此並不滿足,現在已經開始研發第四代架構,這是一個適應目前數據開放、互聯、全球化的架構。