梦殇国际

标题: 前tb工程师对12306的解读: 曾嗤之以鼻 现在认为几乎是奇迹 [打印本页]

作者: 阿星    时间: 2014-1-15 17:15
标题: 前tb工程师对12306的解读: 曾嗤之以鼻 现在认为几乎是奇迹

以前我也在喷12306,自从我看了这个文章之后我觉得我错怪了它

1月11日起,12306网站开始销售除夕当日火车票。每到此时,铁路系统唯一的官方购票网站12306就会成为众矢之的。今年也不例外,12306再次被淹没在一片埋怨声中。1月10日,一位ID名为“代码狗”的前tb工程师,后来在一家电商公司做技术副总的IT业内人士也在著名社区“西西河”上发文,表达了他自己对12306系统的看法。

值得注意的是,“代码狗”在12306系统刚上线时也有过不少微词。为了证明12306系统很容易搭建,“代码狗”甚至曾经发起过一个名为“替12306设计系统”的开源项目。通过工作中的实践,“代码狗”对于12306系统也有了新的认识。



本人tb技术专家,2012年在一家百强民企做电商副总,当时在极为艰苦的条件下带队开发了一个B2C(企业针对个人开展的电子商务活动——观察者网注)网站,走zhi付宝和银联支付通道,年营业额千万级(作者注:当然实在太少了,我只是说这个网站投入了实际的运营)。

也就在那个时候,我对12306嗤之以鼻,觉得他们做得太烂了,认为自己能带队花几百万半年时间做个好的出来。于是我狂妄地想做一个开源的订票系统给他们。我花了一个星期时间思考建立数据模型,思考到库存这一步的时候,我才发现,12306的库存复杂性比tb、京东高很多倍,运算量也大很多倍。传统的分布式数据库、缓存、负载均衡技术并不能恰好满足12306的需求。

在平时,12306也就是个正常的电商网站。但一到黄金周,12306就是一个全站所有商品都秒杀,所有SKU都是动态库存的变态。

即使不考虑线下既有的电话、代售点等渠道,要实现一个12306,最少最少也是千万级别的硬件投入(作者注:这是当时的估算,没有精算,可能与实际相差较大,总之,我说得不一定对,12306的业务也许没我说的那么复杂,但也绝不是某些人喷的那么简单),软件和人力另算。那些叫嚣只要40台[url=]服务器[/url]、只要2个架构师4个程序员、大谈分库分表和前端CDN的人们,只是纸上谈兵罢了。所谓初生牛犊不怕虎,做了三年CMS和BBS,就以这个经验来喷12306,未免太天真了。

媒体人喷12306,是他们不懂技术,没有能力和耐心来分析背后的难度。技术人员喷,则是因为大部分的技术人员在短时间思考时,容易陷入过于乐观的误区,经典的例子就是估算工作量,程序员们往往容易估算出一个超短的工期,把写程序的工作乐观地想象成了打字员照稿敲键盘的工作。

知乎那篇文章,我觉得不是洗地。排名第一和第二的答案都说得很客观。tb技术是比12306强大很多倍,tb现在的系统也是花了10倍于12306的钱、时间和人才做起来的。根本原因还是铁路运力不能满足春运需求,tb也解决不了这个问题。

12306这一年来进步非常大。从前段动画验证码、分时段抢票,到后端去小型机、虚拟化、内存数据库的运用。可以说,12306是中国政府机关做的最强大的网站(电商系统),能在短短一两年内做出这样的改变,几乎是个奇迹,就连一些市场化的民企都望尘莫及,甚至一些上市公司都比不上它!(比如51job和ctrip)。

事非经过不知难,在网上批判12306的人,大部分还是形成了【国企=垄断+腐败+低效】的思维定势。小部分是真的轻视了它的难度。

至于12306一期工程3个亿(含硬件)贵不贵我不评价,我只提供一个数字供参考,百度一年的研发费用(不含硬件)是10亿,这个数字来自百度财报。网上能查到。3亿看起来好大一个数字,真用到超大型的电商系统、搜索引擎系统里面,其实也不算什么天文数字了。

再解释一下,为什么秒杀压力大,以及为什么12306的动态库存很复杂。

先说秒杀。

2013年12月25日前后,天猫搞了一个圣诞季积分兑换活动,持续几天。25号上午10点12分,放出了15000个天猫魔盒(tb集市有人卖,大概190-230块),从成交记录上看,是19秒内全部抢完。

实际上,我也参加秒杀了,那天的题目特别简单(请输入xxx汉字的拼音首字母),我应该是5秒内答题完成并提交订单,结果告诉我排队的人太多,挤不进去,并提示14秒以后重试。人太多就是因为题目太简单了,门槛越低,5秒内挤进去的人也越多嘛,如果题目换成【2克浓度为3%的U235在大亚湾核电站能发多少KW的电】,5分钟之内也不会有1万5千人跟我竞争。

我想,14秒以后哪还有我的事情呀,于是重新答题秒杀,结果出现了服务器错误的页面。反复shua新几次,就告诉秒杀结束了。

在群里问了一下同事,有不到10个人回答我,都说没秒到(也可能秒到的人闷声发大财,不回复我)。

tb是什么技术水平呢,tb有至少4000技术人员,至少4万台服务器(这都是两年前的公开数据了,按规定可以谈论),2013年11月11日成交额351亿,2012年全年成交额超过1万亿。

tb拥有各种自主研发团队:服务器、交换机(网上可以搜索到tb公开的绿色服务器开放标准);操作系统(LinuxKerneltaobao版,yunos手机操作系统是阿里云的,暂时不计入)、Web服务器(Tengine)、Java语言虚拟机(JVMtaobao版)、数据库(MySQL内核taobao版,google和facebook也有自己的版本,HBasetb版、还有自己全部从头开发的OceanBase)、负载均衡器(LVS,LVS始创人就在tb,担任研究员)、Java运行容器(Jboss,其创始人之一,王文彬,也在tb,担任副总裁)。

tb还有数不清的开源项目和中间件,如高性能Java通信中间件HSF、分布式数据库中间件TDDL、异步消息系统notify等等等等。

以tb这样的技术水平,也不能做到秒杀时让每个用户都没有拥挤感,为什么呢?

一是要尊重物理原理,一台服务器一秒钟能承受的计算量是有极限的,任你怎么优化,采用多高效的算法和编程语言,都突破不了某个极限,比方说汽车发动机驱动的F1赛车至今也不能突破400公里的时速(超音速推进号那个1千多公里的时速不能算,那是飞机引擎驱动的)。再往深了说,就不容易懂了。感兴趣的可以从著名的C10K问题开始看起。

二是要考虑经济效益,十一黄金周的时候,北京主城区到八达岭长城的路堵得严严实实,但不能因为黄金周的高峰,就把这段路修成长安街那样10车道的高速公路。否则的话,花费天文数字(真的是天文数字,12306那3个亿大概只够修1-3公里)。修了一段路,黄金周是可以飙到80公里/小时了,可平时呢,拿来给两边的居民晒谷子?

tb目前的硬件和带宽数量,已经超出日常运营的需求了,就是留了相当大的余量给大促销(众所周知的是双十一,双十二,其实基本每个季度都有大促销,每个月都有促销,甚至天天都在促销——聚划算)。amazon当年就是为了应对黑色星期五的大促销购置了大量的服务器,平时订单量没那么大了,amazon就把富余的服务器拿来搞云计算了。顺便说一下,阿里云是当今中国第一世界数一数二的云计算服务商,和amazon走的路也有点像。

再说动态库存。

tb秒杀天猫魔盒的时候,只有一个商品(行话叫做SKU),它的库存是15000个。有一个人秒杀到了,库存就减1,19秒卖完的,一秒要成功产生789个订单(下订单的请求可能是8万个,只是可能啊,非实际数字,也可能是1万个,用于说明一下壮观程度)。想象一下,你在广场上卖火车票,一秒钟有8万人举着钱对你喊:卖给我!

上过大学的人都知道,比秒小的时间单位还有毫秒、皮秒、飞秒。但交易系统登记一个交易可不像原子绕着原子核跑一圈那么简单,它要做这些事:检查是否恶意访问、取到系统时间、取到顾客默认收货地址、核对顾客秒杀资格(当时的规定是天猫T2.T3达人)、生成订单号、把顾客ID系统时间订单号收货地址写入订单系统、扣除顾客天猫积分、商品库存减一、给顾客打标记(每人只能秒一个,下次不能秒了)等等,这每一件事都要花费毫秒级别的时间,这些操作加起来的时间可能是接近1秒级别的,但由于tb的服务器比较强悍,而且采用了分布式和集群技术,结果比1秒理想一点。但即使有1万台服务器,也不能把这个时间稀释成万分之一秒,因为,商品只有一种,它有15000个库存,对应的数据库记录只有一行,所有的交易请求都要到这里来处理。

能不能把这15000个拆分成5000个商品并分配到5000台服务器上呢?那样不就可以5000台服务器同时处理了吗?答案是不能,首先,5000个商品,意味着有5000个商品详情页,5000个购买按钮,这对前期的营销、引流是个灾难。基本上就没法做引流入口了,显然这违背了商业管理原则,人为增加了信息混乱程度。其次,天猫魔盒秒杀也不是啥大事,即使按官方标价399元来计算,也就6百万的交易。如果6百万的交易要花费那么大的配套成本,那就太不划算了。再次,tb有十几亿商品,这十几亿商品的展示交易和管理,本来就是分布到上万台服务器上去了。没有必要再把每个商品按库存拆成多个商品了。

这789人抢到了,还不一定会付款(99积分换天猫魔盒还好一点,不需要去网银,成本也极低,大部分是会付款的,3999秒杀iPhone5S就不一定,有人可能网银有问题,有人可能改变主意不想要了),所以就又带来订单取消重新恢复库存的问题。还有想要的消费者们,会认为还有机会,继续在前台shua一会儿,最终这个秒杀会被热情的消费者们猛shua30秒到1分钟。

一分钟过去了,服务器终于可以喘口气了吧?等等,还有超卖,原来,某两台服务器在同一毫秒都拿到了锁,都去减了库存,15000个库存,被下了15500个订单,又得取消一部分订单。。。如果采用单线程独占锁,是可以做到同时只有一个服务器线程减库存的,但那样就对并发高峰的能力就差了好多了。8万人举着钱,可能只有8个人能下单成功,这个拥挤狂热的抢购就要持续10分钟以上。平时秒个天猫魔盒,10分钟也就10分钟吧,双十一就惨了,收银台一下子减少了90%,还想做到350亿,要么做梦,要么再加10倍服务器和带宽。所以,商业是不完美的,要在绝对正确和绝对的快速之间做个取舍,保证相对快速又极为正确,允许一定的库存错误和超卖(具体允许多少我也不知道)。

好了,讲了这半天tb,可以说12306了吧?

我以北京西到深圳北的G71次高铁为例(这里只考虑南下的方向,不考虑深圳北到北京西的,那是另外一个车次,叫G72),它有17个站(北京西是01号站,深圳北是17号站),3种座位(商务、一等、二等)。表面看起来,这不就是3个商品吗?G71商务座、G71一等座、G71二等座。大部分轻易喷12306的技术人员(包括某些中等规模公司的专家、CTO)就是在这里栽第一个跟头的。

实际上,G71有136*3=408种商品(408个SKU),怎么算来的?请看:

如果卖北京西始发的,有16种卖法(因为后面有16个站),北京西到:保定、石家庄、郑州、武汉、长沙、广州、虎门、深圳。。。。都是一个独立的商品,同理,石家庄上车的,有15种下车的可能,以此类推,单以上下车的站来计算,有136种票:16+15+14….+2+1=136。每种票都有3种座位,一共是408个商品。

好了,再看出票时怎么减库存,由于商务、一等、二等三种座位数是独立的,库存操作也是一样的,下文我就不再提座位的差别的,只讨论出发与到达站。另外,下文说的是理论世界的模型,不是说12306的数据库就是这么设计的。

旅客A买了一张北京西(01号站)到保定东(02号站)的,那【北京西到保定东】这个商品的库存就要减一,同时,北京西到石家庄、郑州、武汉、长沙、广州、虎门、深圳等15个站台的商品库存也要减一,也就是说,出一张北京到保定东的票,实际上要减16个商品的库存!

这还不是最复杂的,如果旅客B买了一张北京西(01号站)到深圳北(17号站)的票,除了【北京西到深圳北】这个商品的库存要减一,北京西到保定东、石家庄、郑州、武汉、长沙、广州、虎门等15个站台的商品库存也要减1,保定东到石家庄、郑州、武汉、长沙、广州、虎门、深圳北等15个站台的商品库存要减1。。。总计要减库存的商品数是16+15+14+……+1=120个。

当然,也不是每一张票都的库存都完全这样实时计算,可以根据往年的运营情况,在黄金周这样的高峰时段,预先对票做一些分配,比如北京到武汉的长途多一点,保定到石家庄的短途少一点。我没有证据证实铁道部这样做了,但我相信,在还没有12306网站的时候,铁道部就有这种人工预分配的策略了。

想象一下,8万人举着钱对你高喊:卖给我。你好不容易在钱堆里找到一只手,拿了他的钱,转身找120个同事,告诉他们减库存,而这120个同事也和你一样被8万人围着;也和你一样,每卖出一个商品要找几十个人减库存……这就是12306动态库存的变态之处。比你平时买东西的任何网站的库存机制都复杂几十上百倍。

再说一下抢票插件,机器永远比人快,当你好不容易从8万人里突出重围,来到了柜台前,你发现,我操,来了10万根绑着钱的竹竿,而且当有退票出来的时候,你要闯过3层renrou才能接近柜台,竹竿在8个人身后一伸,钱就到了柜台前。你低头看了一眼手机,票就没了,竹竿却永远在那里伸着,永不低头,永不眨眼。如果没有这10万根竹竿,虽然你很可能还是抢不到票,但不至于沮丧成这样:我TM为什么总是手最慢的一个?!!

防机器人抢票,也不是加个图片验证码那么简单。我写过文章系统性分析过,图片验证码有6种机器暴力破解的办法,抢票插件用的是我说的第三种,OCR识别(光学字符识别——观察者网注)。Google采用的Wave波形字母已经能比较好地防住机器OCR了,ems.com.cn上的验证码就是反面教材,机器OCR成功率接近100%,12306的比ems的图片验证码强一点。不过,验证码设置得复杂一点吧,人们要喷:这只是便宜大学生和办公室白领,农民工连26个字母都认不齐,怎么搞?搞动画验证码吧,也有人喷,视力不好的人怎么办?最后验证码搞得太简单了,皆大欢喜了,其实最高兴的是开发抢票插件的公司。

就算采用了机器完全不可能识别的验证码,也防不住社会工程学的破解办法。招募一堆网吧打游戏的青少年朋友,每成功输入50个验证码给1块钱,或者等值的虚拟货bi、游戏装备,我保证想赚这个钱的人数不胜数。这点钱对转卖车票的利润而言,是可以接受的成本。有没有什么技术可以防住社会工程学的破解办法呢?能防住网吧青少年的验证码只有【2克浓度为3%的U235在大亚湾核电站能发多少KW的电】。

以上讨论只是把12306当成和tb一样没有历史包袱从零起步的交易系统,实际上,它不是,它后面的票池,还有电话售票、火车站售票、代售点售票等多个传统渠道要服务。除了客运服务,12306还有全国最大(很可能也是全球最大)的大宗物资货运系统。

架空政策(包括定价政策、警方打击黄牛政策、身份验证政策)谈技术,是不可能解决春运抢票困局的,要想让春运的时候每个人在12306抢票都毫无拥挤感(但不一定能抢到票,铁路运力摆在那),那就是逼着12306买一大堆服务器对付春运,春运过去后,成为跟amazon一样牛逼的云计算服务商。和逼北京修一条10车道的高速公路去八达岭长城一个道理。

目前的12306技术上是还有问题,比如,抢票高峰,输入个身份zheng号和图片验证码都卡得要死(本人亲测),服务器端繁忙,你浏览器端卡什么呀。

但人家在进步。相信2014年春运的时候,技术已经不再是一票难求的主要问题。在铁路运力不可能神速增加的情况下,要做到春运更公平地买票,需要停靠政策调整。

下文针对的是春节国庆这种非常暑期。其它时期,大部分线路保持现状就行了,问题不大,极少部分票源紧张的线路可以按春运处理:

1、拍卖法,价高者得之

当硬座票拍出飞机票价格的时候,相信票就不难买了(可惜就是贵了),也没有那么多黄牛了。要说tb有什么能帮12306一下子搞定技术问题的,tb的拍卖系统可以帮忙,浙江省高院在tb拍卖一年多,成交26亿。

可惜这个方法不可能实行。现在的高铁票价都被媒体和意见领袖喷成啥样了,何况是拍卖。再说,火车票毕竟是生存之刚需,票价20年来不涨本来就有照顾补贴的成分在里面,全拍卖可能也是不妥当。

2、抽签法,运气好者得之

开车前2个月开放报名,开车前7天抽签,中途可取消。预存票款,抽不中退款。上传身份zheng和正脸自拍照,机器核对。

这样的话,拦截黄牛的成功率就高很多了,黄牛可以预存票款,可以找到大量真实身份zheng号,你黄牛再让每个给你身份zheng号的人把身份zheng照片和脸部自拍也给你试试?即使有人真想找黄牛,给身份zheng照片还是会犹豫一下吧。而且中间手工操作多了很多,黄牛成本提高,还不一定搞得到票。反正都是碰运气,我想真正的消费者还是会选择自己先去碰运气吧。

这个方法实施难度也大,无论怎么设计抽签规则,必然有人大叫“有黑幕,不要相信政府”。

开车前7天出抽签结果,改变行程的人应该在7天前就能决定改还是不改了。没抽到的也还有时间想别的办法。当然不一定是7天,15天,10天也可以,具体几天要有数据模型来算。

3、拍卖+抽签

软卧、高铁商务座等高价位的,拍卖,反正买这个的是经济能力相对较强的。那就拼谁经济能力更强吧。

硬座、站票抽签。

4、凭身份zheng进站,车票跟**一样,是报销凭证,不是进站凭证;退票后钱进入12306账户,不可提现,只可该乘客下次乘车用;黄金周期间,个人账号最多订购10张票

这个办法可以打击黄牛囤票再转卖;运行一段时间后,按账户余额弄个排行榜就知道谁是黄牛,可惜这个需要车站设备改造配合。




作者: 心烦    时间: 2014-1-15 17:16
好,赞一个

作者: 樱火凤凰    时间: 2014-1-15 17:16
tb是一个很好的预言家~

作者: 小丑    时间: 2014-1-15 17:23
抢票太吓人

作者: 小白    时间: 2014-1-15 17:33
唉,我都不知道前面那几楼看完了这篇文章了么

不应该抱怨12306的验证码,做成这样已经够好的了

作者: รื    时间: 2014-1-15 17:35
抢票养活了 好多黄牛吧

作者: 阿星    时间: 2014-1-15 17:38
樱火凤凰 发表于 2014-1-15 17:16
tb是一个很好的预言家~

你知道这文章讲什么么?

作者: 阿星    时间: 2014-1-15 17:38
小白 发表于 2014-1-15 17:33
唉,我都不知道前面那几楼看完了这篇文章了么

不应该抱怨12306的验证码,做成这样已经够好的了

不单单是验证码。。。
是你要买票的时候卡死进不去

作者: 阿星    时间: 2014-1-15 17:38
รื 发表于 2014-1-15 17:35
抢票养活了 好多黄牛吧

实名制怎么抢?

作者: 琴音流淌    时间: 2014-1-15 17:40
我居然看完了
作者: 小白    时间: 2014-1-15 17:41
阿星 发表于 2014-1-15 17:38
不单单是验证码。。。
是你要买票的时候卡死进不去

那么多人都在访问这个站点,服务器得多强大才行。。

作者: รื    时间: 2014-1-15 17:43
阿星 发表于 2014-1-15 17:38
实名制怎么抢?

http://www.hb.xinhuanet.com/2014-01/13/c_118949586_2.htm

作者: 阿星    时间: 2014-1-15 17:49
รื 发表于 2014-1-15 17:43
http://www.hb.xinhuanet.com/2014-01/13/c_118949586_2.htm

检票能过?表示高人

作者: 阿星    时间: 2014-1-15 17:51
小白 发表于 2014-1-15 17:41
那么多人都在访问这个站点,服务器得多强大才行。。

除非每个人的电脑都是服务器
同样是客户端。。

作者: รื    时间: 2014-1-15 17:51
阿星 发表于 2014-1-15 17:49
检票能过?表示高人

有记者做实验  使用庆丰包子店  西门吹雪   表示都可以

作者: รื    时间: 2014-1-15 17:52
http://www.ce.cn/xwzx/shgj/gdxw/201401/13/t20140113_2110342.shtml

作者: 小白    时间: 2014-1-15 17:57
รื 发表于 2014-1-15 17:51
有记者做实验  使用庆丰包子店  西门吹雪   表示都可以

还有小伙伴一号!

作者: 神1    时间: 2014-1-15 18:00
小米网可以跟它比么

作者: 阿星    时间: 2014-1-15 18:00
รื 发表于 2014-1-15 17:51
有记者做实验  使用庆丰包子店  西门吹雪   表示都可以

那表示哪些火车站检票的人傻逼
检票都核实身份zheng的

作者: 疯狂小董    时间: 2014-1-15 19:05
12306其实挺好的了





欢迎光临 梦殇国际 (https://714.hk/) Powered by Discuz! X3.4