思想篇,测估(7)

        本篇论述分布式系统架构设计开发中,如何测量评估远程服务节点的资源消耗与运行状态。“测”的意思是测量、衡量。“估”,是估算、评估。通过“测估”的方式,既可以衡量远程服务节点的性能健康(如:IO吞吐量和磁盘内存消耗度),又可以评估服务节点的稳定性和业务处理状况。

        在分布式系统架构设计开发中,如果想要根据各种业务系统的运行情况和用户使用情况,进行相应改进和优化,一定要全方位收集各个服务节点的运行信息,分析评估各个业务系统节点的运行状况、负载压力等信息,制定出全面准确的优化改进方案。如果对各个系统节点的衡量不够详细全面,就不能辨别出各个服务节点的繁忙情况和业务吞吐量;如果对系统真实运行环境的评估不够全面精准,就不能分析出潜在的内存泄露、流程问题、业务积压等情况。

        怎样进行服务节点的衡量评估呢?比较通用的方法是:估算各个服务节点的内存和磁盘大小和IO消耗占比。包括衡量和计算:磁盘使用率是多少?TPS和QPS分别是多少?服务资源的分配限制是多少?哪些服务是内存占比大?哪些服务是磁盘占比大?

        还要进行各个服务的综合对比:服务是热点密集使用,还是偶然间接使用?哪里需要缓存,哪里需要事务?哪些服务适合方便扩展,哪些服务需要做高可用方案?核心系统和周边系统,哪些是核心业务系统密集通信调用的流程,哪些是辅助调度系统,需要通过MQ来解耦处理的?哪些服务节点需用实时全面监控,哪些服务需要周期性状态获取的?

        还要观察评估整个系统架构的组成关系和运行演化情况,哪些是不稳定和容易连锁影响的功能,哪些是用户密集操作的业务点?哪些是内存消耗较大的业务操作,哪些是需要重点监控日志的流程?观察各个服务节点之间的关系,看哪些节点适合做主备方案,出了问题可以方便切换;哪些服务组件是需要做分布式负载的,能够抗住巨大的并发流量。

        也可以从用户的角度去思考系统与用户之间的关系,以及将来可能带来的变化和问题。哪些服务对用户的体验的平滑无感的,哪些服务是需要并发排队,需要用户等待的?哪些服务依靠前端动效策略来帮助后端减轻负载的,哪些服务是需要用户校验验证的?通过采集分析用户在前端的操作习惯,分析哪些前端体验是用户喜欢的,操作顺利的,哪些操作是用户困惑或者厌恶的?通过多个角度的分析思考,进行全面充分的权衡估测。

        在进行测量评估的时候,一定要从多个场景,模拟不同的情况,对系统进行测试。比如:在系统最繁忙的时候,去测量整个系统流程的执行情况和节点IO状况,测量出系统的最大吞吐量;选择网络最不稳定的情况下,去测量每个请求响应,以及界面加载顺序的时间间隔,找出用户无法忍受的延迟阀值;模拟服务节点间接性宕机的情况,观察各个服务组件的切换和处理反馈,收集受影响的关联系统的情况,去测试整个流程和服务响应是否能够降级持续服务。所以,一定要从各种极端场景,去深入的测量系统节点的运行状况,估算出适宜的应对处理方案。

        所有的系统改进和架构扩展,都适合使用“测估”的方法来进行评估规划。有的系统庞大稳定,有的系统简陋崩溃;有的系统被人们喜爱重用,有的被人们嫌弃吐槽;有的系统能够顺利改进,不断升级,有的结构混乱,频繁崩溃;有的系统架构能够自动扩容,灵活切换,有的结构死板,容易雪崩。这些情况都是有相似的规律,关键就是善于使用“测估”的方法。

        即便是系统的前期做好了优秀的架构和规划,如果在运行发展的过程中,不去进行积极的“测估”,后期的系统改进升级,也一定会遇到无法预知的问题。可见,“测估”的方法是系统架构规划改进的基本方针,是系统稳健发展的成功法则。

        作为系统架构的开发人员,要经常去测量评估系统节点的运行情况,在系统出现问题之前,就能做好改进优化的预备方案。想要全面准确的“测估”出系统的改进方案,通常是很难做到的,这需要经年累月的系统收集分析经验,不放过每一个系统测量数据的变化细节,通过多种手段,多种场景,进行综合的分析和规划。

        本篇从四个层面,讲述了系统架构设计开发中,“测估”的使用方法,如下:

     (1)“测估”既可以衡量远程服务节点的性能健康,又可以评估服务节点的稳定性和业务处理状况;

     (2)测量可以从多个方面进行,包括系统的热点占比、网络环境、IO吞吐、资源占比、业务特性、核心参数、用户行为、服务交互等多个方面;

     (3)评估的关键是全面掌握测量信息的发展情况,可以模拟不同的系统场景,不同的极端状况,从前端用户到核心系统的多维度多角度的深入分析;

     (4)“测估”是系统改进优化的核心手段,需要经年累月的实践操作,才能逐渐掌握其中的精髓。

        总之,在进行系统架构的改进优化之前,必须全面了解整个系统各个服务节点的运行情况,深入的分析评估其中的演化趋势,而最难的就是演化趋势的分析和改进方案的确定。了解的越透彻,分析的越仔细,改进优化就能够准确实施,了解的片面浅显,分析粗略,改进优化就是错误失败的。

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