商品，黃金交易流程最基礎、最核心的環節，無商品不電商。商品數據無處不在，商家(采銷、供應商)發布管理、供應商下采購單、倉儲配送、促銷、搜索、商詳頁展現、購物支付、財務結算、售后服務等，都離不開商品。商品信息要準確傳導于京東整個供應鏈的各節點，必須要有一套穩健、可靠的商品服務體系支撐。

原本并沒有統一的商品服務及存儲。DBA搭建了一套包含若干層級的SqlServer數據庫復制結構，各系統從各級從庫讀取數據。復制延遲嚴重的時候，超過12小時，從庫還沒有更新，嚴重影響用戶體驗。寫入口不止一個，獲取到寫賬號就可以寫入。erp商品管理系統、POP商品系統、BIP甚至也開發了一個商品管理系統，都在寫同一個庫的同一套表，數據一致性無法得到保障。在那個階段京東的訂單量、用戶量相對較少，基于數據庫的架構一定程度上也能支撐日常流量，但是無法應對大型促銷活動。

在此背景下，2012年3月商品組從網站組獨立出來，孫歌臨危受命組建團隊，啟動商品技術架構升級項目。京東618年中狂歡購物節，系統(特別是0點)會承受平時無法比擬的壓力。2012年之前的大促都會出現系統問題系統經常出現問題，甚至圖書搶購活動時直接系統宕機。基于數據庫提供讀服務的架構，顯然已經無法支撐業務前行，升級改造勢在必行。12年初NoSQL還是新鮮事物，交易架構師龔杰開始實踐Redis，他在一封郵件中介紹自主封裝的客戶端以及API。商品團隊開始基于redis內存數據庫搭建商品讀服務，并對開源Jedis做了深度封裝，擴展了ShardedJedisPool，實現了更加細粒度的多分片連接池管理，并且將一個請求中命中到同一個分片的redis命令由串行改成pipeline并行執行，性能提升較大。

架構1.0 讀服務化

由Redis存儲全量商品數據，作為內存數據庫使用。商品信息變動時增量更新，一主多備模式容災，同時全量刷新程序作為最后保障，一旦Redis中數據全部丟失，可以將商品庫中數據恢復到Redis。

交易系統直面用戶，為保證用戶選品、下單結算的順暢，提升用戶體驗。交易系統對高性能、高可用的商品讀服務需求最迫切。此時架構升級采取了一種“輕模式”，所謂輕是指盡量減少外部系統的改造，這樣更利于工作的快速推進。首先在通知模式上，各種商品系統寫入Sqlserver主庫后，通過HttpHTTP服務通知Rcat -server(采取盡量做的策略，能通知就通知到，有異常也不去重試，這種策略對相關系統的改造最小)。Rcat-server的職責就是接收通知，之后查詢主庫中的商品信息，將其更新到Redis中。因為寫入系統是盡量做，不保證成功的模式，因此需要補償機制去彌補遺漏。異步Worker會定期掃描數據庫，把當日更新的，從刷新到Redis中。整體架構如圖1-1所示：

圖1-1 商品架構V1.0

V1.0版架構非常不完美，只是讀服務這個點進行了改造，但是卻在當年618中完美的完成了任務。618當天像往年一樣，研發工程師售后守候在運維同學周圍，時刻準備著!整個過程波瀾不驚，只有過個別應用過載重啟，整體非常順利扛過了大流量的考驗。有了這個經驗，研發工程師們開始將Rcat(應用名稱，商品讀服務)推廣，依賴Sqlserver從庫的系統都逐步切換到讀服務上。

架構2.0 全面服務化

POP商品系統和自營商品系統都是寫入Oracle，在通過異步worker將數據寫會Sqlserver。京東商品的獨特之處在于最初是自采自銷的自營類商品，有自己的商品模型和對應的erp管理系統。后續有了POP開放平臺，該平臺的商品模型和系統是獨立搭建的，適應于第三方商家的商品發布管理。而所有下游的系統(單品、搜索、訂單生產、倉庫等)都是基于最初Sqlserver自營skuSKU模型做的系統設計。所以POP商品有自己的Oracle存儲，也必須京東經過一步異步程序轉化，寫到Sqlserver商品庫中。而自營商品系統在2011年架構升級時，計劃由.Net+Sqlserver的技術體系升級外Java+Oracle技術體系。

孫歌作為研發負責人，基于技術前瞻性和成本考慮，果斷決策放棄既昂貴又沒有DBA團隊良好支持的Oracle數據庫。轉而直接基于SqlServer實現商品的全面服務化，相比其他系統的去O足足早了一年。當時的整體思路是先實現服務化，再進行存儲升級(Mysql集群)，最終完成徹底的技術架構升級。全面服務化過程：

(1) 全面讀服務體系:

將下游系統讀取的信息刷新到Redis中，由讀服務Rcat統一支持根據skuId查詢的需求。對于檢索需求，例如根據分類id查詢SkuSKU列表，搭建Solr索引服務。基于各系統的需求收集已經當前SQL的分析，搭建了讀服務體系，并逐步推廣，去掉各系統對Sqlserver數據庫的讀取依賴。

(2) 寫服務化

接管所有商品寫操作，提供商品相關的基本讀寫服務，建立商品主數據中心,服務于自營商品管理、POP平臺、圖書音像商品管理等系統。京東起家于3C自營產品， SKU化管理。后發展的POP平臺，是商品化發布管理。寫服務必須兼容兩套模型，平滑過渡。研發工程師最終設計為統一到商品-skuSKU模型，自營商品與SkuSKU一對一，而POP商品與SkuSKU是一對多。自營商品每發布一個商品有且僅有一個SKUSku，pop商家發布一個商品可以有多個SkuSKU。自營商品溝通通過后期的顏色尺碼綁定，實現銷售關系捆綁。這樣展現給用戶的效果是一樣的，同時對于京東采銷、POP商家都可以按各自的習慣去操作商品。

寫服務設計時架構師尤鳳凱充分考慮了擴展性、可復用性，實現了模塊可配置化。基于商品介紹、擴展屬性、規格參數、特殊屬性等基礎組件，可靈活組配不同的業務流程。使用了京東自主研發的SAF中間件，其支持負載均衡、自動故障切換、流量控制、黑白名單等特性，并且在性能方面表現優異。

(3) 去O：去掉自營商品系統的Oracle，直接寫Sqlserver降低延遲，縮短商家發布到展現給最終用戶的時間。

(4) 異步引擎：建立下發服務系統，統一化消息通知網站、WMS等下游系統。

最初的商品變動時，只需要通知WMS系統， 因為采購入庫時，倉庫需要核實商品信息。隨著整個京東服務化進程的推進，搜索、單品頁等系統都希望得到通知。因此規劃了下發服務，在商品信息變動后，異步通知這些系統。將商品信息入庫后，同步寫”操作日志”到Redis隊列，再由worker異步從Redis中取日志，拿到變動變更的skuSKU，組裝信息化發MQ消息出去。此時的消息采取通用化設計，例如基本信息MQ、特殊屬性MQ等。

(5) 存儲升級：商品主數據存儲由Sqlserver單庫，升級為MySQL集群，并進行垂直、水平劃分, 分庫解決單庫吞吐量瓶頸，分表控制單表數據量。自主研發數據中間件，可以實現主庫的路由、從庫的負載均衡、故障的切換等，統一負責數據訪問，使得底層存儲規則對應用層透明。結合當前數據總量及增長率，預計3年后達到的數據量，做存儲容量規劃，并且做了Pre-Sharding方式，方便后續擴容。對于非片鍵外的查詢，使用二級路由或者搜索服務來解決。

整體架構如圖1-2所示

圖1-2 商品架構v2.0

隨著商品及SKU數量顯著增長、TPS逐步走高。寫服務、下發服務耦合的弊端越來越突出顯現。如1-2圖中紅色線條形成的環狀所示，寫服務和下發服務是相互影響的。假設寫Redis變慢，會影響整體寫入性能;如果DB遇到瓶頸，反過來又回會影響到下發服務，回查DB變慢，下發服務處理變慢。因此寫服務經常會出現抖動，寫變慢、下發延遲。

架構3.0平臺化、精準化

2015年中開始，架構師李帥啟動3.0架構升級，其理念是解耦、簡化。架構越簡單越好，沒接觸過的人新人很快可以上手;架構也必須松耦合的，寫、下發、讀都可以各自做升級，相互不影響，逐步提升整體性能。

用Jingobus基于從庫日志識別商品信息變動，并發送通知、刷新redis集群。異步引擎消息可配置化，商品屬性的組合對應消息隊列。例如：搜索關注skuSKU狀態變化，那么只有skuSKU的上下柜狀態變化時，才會發送消息，消息體中只包含skuSKU編號及狀態。可配置化的任務引擎，新需求響應快、開發接近零成本;實現了按需發送，給消費方減壓(例如：給wms的消息量降低80%+);并且寫系統解耦，整體穩定性增強。在推廣過程中，還進行跨部門技術協作，共同升級技術架構。例如網站單品頁數據異構升級項目，降低50%+接口交互，節約上百臺Docker。

商品服務作為超0級系統 ，必須具有高可用性。任何影響到訂單的系統故障都必須在三分鐘內解決，有了統一切換平臺，執行預案是可以很快的。因此發現問題并警報至關重要。在研發負責人趙湘建的引領下，商品組啟動秒級監控平臺的研發。內存級監控信息收集、合并、延遲秒級。并且實現了秒級監控的平臺化，可將監控能力輸出到其他系統。

期間商品讀服務也在持續進行著升級。因為skuSKU數量大(數十億)且持續增長(周增長率約105%)，Redis存儲集群規模也大。讀服務為其他眾多系統提供商品數據的查詢服務，訪問量很大，特別是在618，雙11期間，所以需要多組Redis集群分擔流量。NIO的Redis客戶端，降低了連接數量;后續為解決多組Redis集群流量均衡問題，對NIO版本的客戶端做了擴展，實現了多分片連接統一管理，使其負載均衡，并能當某一分片宕機的情況下，自動從集群中剔除，恢復后自動加入集群中，達到故障自動轉移與恢復的目的。不僅提高了集群整體的吞吐量，而且提升了可靠性。

同時因為商品數量增長很快，Redis集群的規模也成倍增加，為減少資源的利用，設計三級緩存功能，將最熱數據放應用內存中，緩存時間較短;熱數據放在規模較小的Redis集群中，全量數據放到規模較大的集群中，這樣全量數據的Redis集群OPS較少，可以減少部署組數，從而減少資源利用。

圖1-3 商品架構V3.0

京東商品系統在業務創新、數據智能化、性能及穩定性提升方面，將持續努力提升，努力實踐讓技術改變生活的愿景。

作者：尤鳳凱， 京東商城研發-交易平臺-商品研發負責人。2010年加入京東，先后參與設計研發京東第一代監控、消息、EDM等系統。12年開始致力于商品系統SOA化、商品系統的持續架構演進。現主要負責商品中臺及組件化建設。

【本文來自51CTO專欄作者張開濤的微信公眾號(開濤的博客)，公眾號id: kaitao-1234567】

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