淘宝网的技术发展史（三）——分布式时代
本文是《淘宝网的技术发展史》系列连载文的第三篇。在系统发展的过程中，架构师的眼光至关重要，作为程序员，把功能实现即可；但作为架构师，要考虑系统的扩展性、复用性，这种敏锐的感觉，有人说是一种代码洁癖。
文/淘宝技术大学培训专家 子柳
在做淘宝机票、彩票系统的时候，页面端也有很多东西需要复用，最直观的是页头和页脚。一开始我们每个系统里面复制了一份过去，但奇妙的是，那段时间页脚要经常修改，例如把“雅虎中国”改成“中国雅虎”，过一段时间又加了一个“口碑网”，再过一段时间变成了“雅虎口碑”，最后又变成了“中国雅虎”。后来我就把这部分velocity模板单独拿出来了，做成了公用的模块。
类目属性服务化
上面这些都是比较小的复用模块，到2006年我们做了一个商品类目属性的改造，在类目里面引入属性的概念。项目的代号叫做“泰山”。如同它的名字，这是一个举足轻重的项目，这个改变是一个划时代的创新。
在这之前的三年时间内，商品的分类都是按照树状的一级一级的节点来分的，随着商品数量的增长，类目也变得越来越深、越来越复杂，这使得买家找一件商品要逐级类目点开，找商品之前要懂商品的分类。
而淘宝运营部门管理类目的小二也发现一个很严重的问题——例如男装里面有T恤、T恤下面有耐克、耐克有纯棉的，女装里面也有T恤、T恤下面还是有耐克、耐克下面依然有纯棉的，那是先分男女装再分款式再分品牌再分材质，还是先分品牌再分款式再分材质再分男女呢？
这时候，一位大侠——一灯出来了，他说品牌、款式、材质这种东东可以叫做“属性”，属性是类似tag的一个概念，与类目相比更加离散，更加灵活，这样也缩减了类目的深度。这个思想的提出，一举解决了分类的难题！从系统的角度来看，我们建立了“属性”这样一个数据结构，由于除了类目的子节点有属性，父节点也可能有属性，于是类目属性合起来也是一个结构化的数据对象。这个做出来之后我们把它独立出来作为一个服务，叫做catserver（category server）。跟类目属性密切关联的商品搜索功能也独立出来，叫做hesper（金星）。catserver和hesper供淘宝的前后台系统调用。
现在几乎没有什么类目的商品在淘宝上找不到（除了违禁的），但最初类目属性改造完之后，我们很缺属性数据，尤其是数码类的数据最缺。那从哪里弄这些数据呢？我们跟“中关村在线”合作，拿到了很多数据，那个时候，很多商品属性信息的后边都标注着“来自中关村在线”。有了类目属性，给运营的工作带来很大的便利。我们知道淘宝的运营主要就是类目的运营，什么季节推什么商品，都要在类目属性上做调整，让买家更容易找到。例如夏天我要用户在女装一级类目下就标出来材质是不是蕾丝的、是不是纯棉的，而冬天就要把羽绒衣调到女装一级类目下，流行什么就要把什么商品往更高级的类目调整。
这样类目和属性要经常调整，问题就随之而来了——调整到哪个类目，那类商品的卖家就要编辑一次自己的商品，随着商品量的增长，卖家的工作量越来越大，然后我们就发现卖家受不了了。
到了2008年，我们研究了超市前后台商品的分类，发现超市前台商品可以随季节和关联度来调整摆放场景（例如著名的啤酒和尿布的关联），后台仓库要按照自然类目来存储，二者密切关联却又相互分开。然后我们就也把前后台类目分开了，这样卖家发布商品选择的是自然类目和属性，淘宝前台展示的是根据运营需要而摆放的商品的类目和属性。改造后的类目属性服务取名叫做forest（森林，跟类目属性有点神似）。catserver还在，提供卖家授权、品牌服务、关键词等相关的服务。类目属性的服务化，是淘宝在系统服务化方面做的第一个探索。
虽然个别架构师具备了代码洁癖，但淘宝前台系统的业务量和代码量还是爆炸式地增长了起来。业务方总在后面催，开发人员不够了就继续招人，招来的人根本看不懂原来的业务，只好摸索着在“合适的地方”加一些“合适的代码”，看看运行起来像那么回事，就发布上线了。在这样的恶性循环中，系统越来越臃肿，业务的耦合性越来越高，开发的效率越来越低。在这种情况下，系统出错的概率也逐步增长，常常是你改了商品相关的某些代码，发现交易出问题了，甚至你改了论坛上的某些代码，旺旺出问题了。这让开发人员苦不堪言，而业务方还认为这帮人干活越来越慢了。
以稳定为中心
大概是在2007年底的时候，研发部空降了一位从硅谷来的高管——空闻大师。他告诉我们一切要以稳定为中心，所有影响系统稳定的因素都要解决掉。例如每做一个日常修改，都必须整个系统回归测试一遍；多个日常修改如果放在一个版本里面，要是一个功能没有测试通过，整个系统都不能发布。我们把这个叫做“火车模型”，任何一个乘客没有上车，都不许发车。这样做的最直接后果就是火车一直晚点，新功能上线更慢了，我们能明显地感觉到业务方的不满，空闻的压力肯定非常大。当时我都不理解这种一刀切的做法，为了稳定牺牲了发展的速度。
但是到现在回过头来看看，其实我们并没有理解背后的思路。正是在这种要求下，我们不得不开始改变一些东西，例如把回归测试日常化，每天晚上都跑一遍整个系统的回归。还有就是在这种要求下，我们不得不对这个超级复杂的系统做肢解和重构，其中复用性最高的一个模块——用户信息模块开始拆分出来了，我们叫它UIC（user information center）。在UIC里面，它只处理最基础的用户信息操作，例如getUserById、getUserByName等等。
另外一方面，还有两个新兴的业务，也对系统基础功能的拆分提出了要求。在那个时候，我们做了淘宝旅行（trip.taobao.com）和淘宝彩票（caipiao.taobao.com）两个新业务，这两个新业务在商品的展示和交易的流程上都跟主站的业务不一样，机票是按照航班的信息展示的，彩票是按照双色球、数字和足球的赛程来展示的。但用到的会员的功能和交易的功能是跟主站差不多的，当时做的时候就很纠结，在主站里面做的话，会有一大半跟主站无关的东西，重新做一个的话，会有很多重复建设。
最终我们决定不再给主站添乱了，就另起炉灶做了两个新的业务系统。从查询商品、购买商品到 评价反馈、查看订单这一整个流程都重新写了一套出来。现在在“我的淘宝”里面查看交易记录的时候，还能发现“已买到的宝贝”里面把机票和彩票另外列出来了，它们没有加入到普通的订单里面去。在当时如果已经把会员、交易、商品、评价这些模块拆分出来，就不用什么都重做一遍了。
拆分核心模块
到2008年初，整个主站系统（有了机票、彩票系统之后，把原来的系统叫做主站）的容量已经到了瓶颈，商品数在一亿以上，PV在2.5亿以上，会员数超过了五千万。这个时候Oracle的连接池数量都不够用了，数据库的容量到了极限，上层系统再增加机器也无法继续扩容了，我们只有把底层的基础服务继续拆分，从底层开始扩容，上层才能扩展，这才能容纳以后三五年的增长。
于是那一年我们专门启动了一个更大的项目，把交易这个核心业务模块也拆分出来了。原来的淘宝交易除了跟商品管理耦合在一起，也在支付宝和淘宝之间跳来跳去，跟支付宝耦合在一起，系统复杂，用户体验也很不好。我们把交易的底层业务拆出来叫交易中心TC（trade center），所谓底层业务是例如创建订单、减库存、修改订单状态等原子型的操作；交易的上层业务叫交易管理TM（trade manager），例如拍下一件普通商品要对订单、库存、物流进行操作，拍下虚拟商品不需要对物流进行操作，这些在TM里面完成。这个项目取了一个很没有创意的名字——“千岛湖”，这帮开发人员取这个名字的目的是想在开发完毕之后，去千岛湖玩一圈，后来他们如愿以偿了。这个时候还有一个项目也在搞，就是淘宝商城，之前拆分出来的那些基础服务，给商城的快速构建提供了良好的基础。
类目属性、用户中心、交易中心，随着这些模块逐步地拆分和服务化改造，我们在系统架构方面也积累了不少的经验。到2008年底干脆做了一个更大的项目，把淘宝所有的业务都模块化，这是继2004年从LAMP架构到Java架构之后的第二次脱胎换骨。这个项目取了一个很霸气的名字，叫“五彩石”（女娲炼石补天用的石头）。这个系统重构的工作非常惊险，有人称之为“给一架高速飞行的飞机换发动机”。
“五彩石”项目发布之后，这帮工程师去三亚玩了几天。他们把淘宝的系统拆分成了如下架构：
其中UIC和forest上文说过，TC、IC、SC分别是交易中心（trade center）、商品中心（item center）、店铺中心（shop center），这些中心级别的服务只提供原子级的业务逻辑，如根据ID查找商品、创建交易、减少库存等操作。再往上一层是业务系统TM（trade manager交易业务）、IM（item manager商品业务）、SM（shop manager，因为不好听，所以后来改名叫SS，即shop system，店铺业务）、Detail（商品详情）。
拆分之后，系统之间的交互关系变得非常复杂，如图2所示。
拆分之后每个系统可以单独部署，业务简单，方便扩容；有大量可重用的模块以便于开发新的业务；能够做到专人专事，让技术人员更加专注于某一个领域。这样要解决的问题也很明显：分拆之后，系统之间还是必须要打交道的，越往底层的系统，调用它的客户方越多，这就要求底层的系统必须具有超大规模的容量和非常高的可用性。
另外，拆分之后的系统如何通讯？这里需要两种中间件系统，一种是实时调用的中间件（淘宝的HSF，高性能服务框架）、一种是异步消息通知的中间件（淘宝的Notify）。另外还有一个需要解决的问题是用户在A系统登录了，到B系统的时候，用户的登录信息怎么保存？这又涉及一个session框架。再者，还有一个软件工程方面的问题：这么多层的一套系统，怎么去测试它？这些问题在后来的发展中都进行了解决