微信一亿用户增长背后的架构秘密
2012-05-16 10:21:54   来源：CSDN   评论：0 点击：

周颢把微信的成功归结于腾讯式的“三位一体”策略：即产品精准、项目敏捷、技术支撑。微信的成功是在三个方面的结合比较好，能够超出绝大多数同行或对手，使得微信走到比较前的位置。所谓产品精准，通俗的讲就是在恰当的时机做了恰当的事，推出了重量级功能，在合适的时间以最符合大家需求的方式推出去。他认为在整个微信的成功中，产品精准占了很大一部分权重。

敏捷是一种态度 敏捷就是试错

微信研发团队里鼓励一种试错的信仰：他们坚信，在互联网开发里，如果能够有一个团队在更短的时间内尝试了更多机会(并能改进过来)，就能有(更多的)机会胜出。敏捷是一种态度，在软件开发过程中，项目管理者都会非常忌讳“变更”这个词，但是在微信的项目运作中是不可以的。因为微信必须要容忍说哪怕在发布前的十分钟，也要允许他变更。这是非常大的挑战，因为打破了所有传统项目开发的常识。所有人都说不可能做到的，但微信做到了。研发团队所做的一切都是要给产品决策者有最大的自由度，而这个决策正是微信能够胜出的关键。

海量系统上的敏捷 无异于悬崖边的跳舞

敏捷有很多困境，如果做一个单机版程序，是可以做到很敏捷的，但是腾讯正在运作的是一个海量系统，有千万级用户同时在线，在一个单独的功能上每天有百亿级的访问，同时还要保证99.95%的可用性。在海量系统上应对项目开发会有很严谨的规范，都说要尽可能少的变化，因为90%-95%的错误都是在变更中产生的，如果系统一直不变更会获得非常高的稳定度，但是微信就是要在悬崖边跳舞。微信的研发团队要做一些事情，让敏捷开发变得更简单。

如何做到这一切？周颢认为，首先，必须建立起一种狂热的技术信念，就是一定是可以做到的。然后，需要用一些稳固的技术(理念)来支撑，例如大系统小做、让一切可扩展、必须有基础组件、轻松上线(灰度、灰度、再灰度；精细监控；迅速响应)...等等来支撑。

四大法器：大系统小做、让一切可扩展、要有基础组件、轻松上线

• 大系统小做：当设计庞大系统的时候，应该尽量分割成更小的颗粒，使得项目之间的影响是最小的。
• 一切可扩展：在高稳定度、高性能的系统中间，为了稳定性能把它设计成不变化的系统，但为了支持敏捷需要让一切的东西都要变得可以扩展。
• 必须建立基础组件：要解决复杂问题的时候，需要将已有的经验固化下来，固化下来的东西会成为系统中的一部分。
• 轻松上线：当做了变化并把它从开发环境中部署到现有的运营环境中去，在这个过程中，“灰度”这个词非常关键，就是在黑和白之间的选择，必须要变成一种小规模尝试，再逐步扩展到海量过程中的一个问题。

   

大系统小做——仅仅把模块变得更为清晰，这在海量系统设计开发中是不够的，还需要在物理环境上进行分离部署，出现问题的时候可以快速发现，并且在最快的情况下解决掉。

大系统小做 混搭模式

将不同的应用逻辑物理分割独立出来，用户注册登录、LBS逻辑、摇一摇逻辑、漂流瓶逻辑、消息逻辑独立开来。把关键的逻辑混搭在一起，当所有的逻辑部署在同一个服务器上，确实也会带来很大敏捷上的好处，因为不需要额外的考虑部署和监控的问题。在整个微信的逻辑中，可能现在已经有上百种不同的逻辑，因为会在逻辑的分割上拆分成8-10种做分离部署。

一切可扩展——网络协议可扩展、数据存储可扩展

扩展的关键点有两块。一个是网络协议需要扩展，当要升级一个新功能的时候，会有一些比较大的困难，所以所有协议设计都比较向前兼容，但是向前兼容还是不够的，因为网络协议设计本身有非常多的功能也会有比较大的字段，相关的代码可能会有数千行，这一块不能通过手写方式完成。可以通过XML描述，再通过工具自动生成所有的代码，这是微信获得快速开发的一个重要的点。

另外一块就是在数据存储方面是必须可扩展的。在2005年绝大多数海量系统的设计都是采用固定字段的存储，但是在现代系统中会意识到这个问题，会采用KV或者TLV的方式，微信也做了不同的设计。

把复杂逻辑都固化下来，成为基础软件。在微信后台会有几种不同的基础组件。大致包括：

• Svrkit——Client/Server自动代码生成框架:10分钟搭建内部服务器
• LogicServer——逻辑容器：随时添加新逻辑
• OssAgent——监控/统计框架：所见即所得的监控报表
• 存储组件——屏蔽容灾/扩容等复杂问题

灰度、灰度、再灰度

在变更后的部署方式上，微信在一些规则会限定不能一次把所有的逻辑变更上去，每一次变更一小点观察到每一个环节没有问题的时候，才能布局到全网上去。微信后台每一天可以支撑超过20个后台变更，在业界来说，通常做到5个已经是比较快了，但是微信可以做到快4倍。

腾讯内部的上线系统

而所谓灰度发布，是指在黑与白之间，能够平滑过渡的一种发布方式。AB test就是一种灰度发布方式，让一部用户继续用A，一部分用户开始用B，如果用户对B没有什么反对意见，那么逐步扩大范围，把所有用户都迁移到B上面 来。灰度发布可以保证整体系统的稳定，在初始灰度的时候就可以发现、调整问题，以保证其影响度。(在腾讯，灰度发布是最常采用的发布方式之一)

孙子兵法：古之所谓善战者，胜于易胜者也

常识上，解决一个复杂问题的时候，会用高明的技巧解决复杂的问题，这个不是微信团队的目标，他们追求的要做到让所有问题很自然和简单的方式解决掉。在周颢看来，微信架构的技术复杂点在四个要点：协议、容灾、轻重、监控。

微信架构

• 协议。手机终端跟后台服务器之间的交互协议，这个协议的设计是整个系统的骨架，在这一点做好设计可以使得系统的复杂度大大降低。
• 容灾。当系统出现了若干服务器或若干支架(宕机的时候)，仍然需要让系统尽可能的提供正常的服务。
• 轻重。如何在系统架构中分布功能，在哪一个点实现哪一个功能，代表系统中间的功能配置。
• 监控。为系统提供一个智能仪表盘。

在协议设计上，移动互联网和常规互联网有很大的区别。首先有CMWAP和CMNET的不同，在中国现在有相当多的手机用户使用WMWAP连接，还有就是在线和离线的概念，当QQ下线的时候叫离线，当你登录的时候叫在线。但是在移动互联网这两个概念比较模糊。从微信的设计中，不管在线还是离线系统表现都应该是一致的。还有一个是连接不稳定的问题，由于手机信号强弱的变化，当时信号很好，5秒钟走到信号不好的地区，连接就必须断掉。这个中间带来不稳定的因素为协议设计带来较大困难。此外就是资费敏感的问题，因为移动互联网是按照流量计费的，这个计费会使得在协议设计中如何最小化传输的问题。最后就是高延迟的问题。

对此，业界标准的解决方案：Messaging And Presence Protocol：1)XMPP;2)SIP/SIMPLE。它的优点是简单，大量开源实现。而缺点同样明显：1)流量大：状态初始化；2)消息不可靠。

微信在系统中做了特殊设计，叫SYNC协议，是参考Activesyec来实现的。特点首先是基于状态同步的协议，假定说收发消息本身是状态同步的过程，假定终端和服务器状态已经被迟了，在服务器端收到最新的消息，当客户端、终端向服务器对接的时候，收取消息的过程实际上可以简单的归纳为状态同步的过程，收消息以及收取你好友状态更新都是相同的。在这样的模式之下，我们会也许会把交互的模式统一化，只需要推送一个消息到达的通知就可以了，终端收到这个通知就来做消息的同步。在这样的简化模式之下，安卓和塞班都可以得到统一。这样的系统本身的实现是更为复杂的，但是获得很多额外的好处。

让剩下系统实现的部分更加简单，简化了交互模式，状态同步可以通过状态同步的差值获得最小的数据变更，通过增量的传输得到最小的数据传输量。通过这样的协议设计，微信可以确保消息是稳定到达的，而且是按序到达。引用一句俗话：比它炫的没它简单，比它简单的没它快，没谁比他更快，哪怕在GPRS下，微信也能把进度条轻易推到底。

追求完美设计的团队不能胜任海量服务

在容灾之前面向最坏的思考，如果系统真的挂了，需要做一些事情，首先是防止雪崩，避免蝴蝶效应。如果关注春节订火车票就知道了，用户的请求量会因为系统服务不了而不断的重试，意味着发生雪崩的时候，系统可能会承载原先3-10倍的流量，使得所有的事情更加恶化。所以微信有很多“放雪”功能的设计。第二个词是柔性可用，在任何的系统中不要追求完美设计，追求完美设计的是团队是不能胜任海量服务的。如果在一个系统出现问题的时候，这个系统就挂了，那么这是一个不好的