去哪儿网机票搜索系统的高并发架构设计(要点节选)

• 前端做静态文件的压缩，优化Http请求连接数，以减小带宽，让页面更快加载出来。
• 前后端做了数据分离，让搜索服务解耦，在高并发情况下更灵活做负载均衡。
• 后端数据（航班数据）99%以上来自缓存，加载快，给用户更快的体验。

搜索系统设计架构

前台搜索

主要读取缓存，解析，合并航班数据返回给用户端。
前台搜索是基于Web服务，高峰期时候最大启动了50台左右的Tomcat实例。搜索的URL规则是：出发城市+到达城市+出发日期，这和缓存系统存储最小单元：出发城市+到达城市+出发日期是一致的。
Tomcat服务我们是通过Nginx来做负载均衡，用Lua脚本区分是国际航线还是国内航线，基于航线类型，Nginx会跳转不同搜索服务器：主要是国际搜索、国内搜索(基于业务、数据模型、商业模式，完全分开部署)。不光如此，Lua还用来敏捷开发一些基本服务：比如维护城市列表、机场列表等。

高并发多线程应用

Java的多线程对于高并发系统有下面的优势：

• Java Executor框架提供了完善线程池管理机制：譬如newCachedThreadPool、 SingleThreadExecutor 等线程池。
• FutureTask类灵活实现多线程的并行、串行计算。
• 在高并发场景下，提供了保证线程安全的对象、方法。比如经典的ConcurrentHashMap，它比起HashMap，有更小粒度的锁，并发读写性能更好。

高并发下数据传输

最早航班数据用标准的XML、JSON存储，不过随着搜索量不断飙升，CPU和带宽压力很大了。后来采取自己定义一种txt格式来传输数据：一方面数据压缩到原来30%~40%，极大的节约了带宽。同时CPU的运算量大大减低，服务器数量也随之减小。
在大用户量、高并发的情况下，是特别能看出开源系统的特点：比如机票的数据解析用到了很多第三方库，当时我们也用了Fastjson。在正常情况下，Fastjson 确实解析很快，一旦并发量上来，就会越来越吃内存，甚至JVM很快出现内存溢出。原因呢，很简单，Fastjson设计初衷是：先把整个数据装载到内存，然后解析，所以执行很快，但很费内存。

后台搜索

后台搜索系统的核心任务是从外部的GDS系统抓取航班数据，然后异步写入缓存。
机票的源数据都来自于各种GDS系统，但每个GDS却千差万别：

1. 服务器遍布全球各地：国内GDS主要有中航信的IBE系统、黑屏数据（去机场、火车站看到售票员输入的电脑终端系统），国际GDS遍布于东南亚、北美、欧洲等等。
2. 通讯协议不一样，HTTP（API、Webservice）、Socket等等。
3. 服务不稳定，尤其国外的GDS，受网路链路影响，访问很慢（十几分钟长连接很常见），服务白天经常性挂掉。
4. 更麻烦的是：GDS一般付费按次查询，在大搜索量下，实时付费用它，估计哪家公司都得破产。而且就算有钱 , 各种历史悠久的GDS是无法承载任何的高并发查询。更苦的是，因为是创业公司，我们大都只能用免费的GDS，它们都是极其不稳定的。

引入NIO框架

考虑GDS访问慢，不稳定，导致很多长连接。我们大量使用NIO技术：
NIO，是为了弥补传统I/O工作模式的不足而研发的，NIO的工具包提出了基于Selector（选择器）、Buffer（缓冲区）、Channel（通道）的新模式；Selector（选择器）、可选择的Channel（通道）和SelectionKey（选择键）配合起来使用，可以实现并发的非阻塞型I/O能力。
HTTP、Socket 都支持了NIO方式，在和GDS通信过程中，和过去相比：

• 通信从同步变成异步模式：CPU的开销、内存的占用都减低了一个数量级。
• 长连接可以支持更长超时时间，对国外GDS通信要可靠多了。
• 提高了后台搜索服务器的稳定性。

消息队列

为了异步完成航班数据更新到缓存，我们采用消息队列方式(主备AMQ)来管理这些异步任务。具体实现如下：

具体原理：按照每个GDS服务器稳定性（通过轮休方式，不断Check它们的可用性）和查询性能，我们算出一个合理的权重，给它分配对应的一组虚拟的Node节点，这些Node节点由一个Node池统一管理。这样，不同的GDS系统都抽象成了资源池里面的一组相同的Node节点。
那么它具体如何运转的呢？
当缓存系统相关航班数据过期后，前台搜索告知MQ有实时搜索任务，MQ统一把异步任务交给Router，这个时候Router并不会直接请求GDS数据，而是去找Node池。Node池会动态分配一个Node节点给Router，最后Router查找Node节点映射的GDS，然后去请求数据，最后异步更新对应的缓存数据。通过技术的实现，我们把哪些不稳定的，甚至半瘫痪的GDS充分利用了起来（包含付费的一种黑屏终端，我们把它用成了免费模式，这里用到了某些黑科技，政策原因不方便透露），同时满足了前台上亿次搜索查询！

监控系统

鉴于机票系统的复杂度和大业务量，完备监控是很必要的：
1、整个Qunar系统架构层级复杂，第三方服务调用较多（譬如GDS），早期监控系统基于CACTI+NAGIOS ，CACTI有很丰富的DashBoard，可以多维度的展示监控数据。除此以外，公司为了保证核心业务快速响应，埋了很多报警阈值。而且Qunar还有一个NOC小组，是专门24小时处理线上报警：记得当时手机每天会有各种系统上百条的报警短信。
2、复杂系统来源于复杂的业务，Qunar除了对服务器CPU、内存、IO系统监控以外，远远是不够的。我们更关心，或者说更容易出问题是业务的功能缺陷。所以，为了满足业务需要，我们当时研发了一套业务监控的插件，它的核心原理如下图：

它把监控数据先保存到内存中，内部定时程序每分钟上传数据到监控平台。同时它作为一个Plugin，可以即插即用。接入既有的监控系统，它几乎实时做到监控，设计上也避免了性能问题。后期，产品、运营还基于此系统，做数据分析和预测:比如统计出票正态分布等。因为它支持自定义统计，有很方便DashBoard实时展示。对于整个公司业务是一个很有力的支撑。

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