人人都是架構師:超6000萬用戶！億級IM背后的技術架構復雜度躍遷
億級用戶，架構要解決的核心復雜度是什么？
在我們6000萬用戶時，我們面對的更多是“單點問題”：某個服務掛了，數(shù)據(jù)庫連接數(shù)滿了，或者某個功能性能下降了。這些問題相對獨立，可以用局部優(yōu)化來解決。
但到了億級用戶，架構的復雜度發(fā)生了根本性變化：
- 從單點到整體：任何一個模塊的微小波動，都可能因為海量用戶而被指數(shù)級放大，最終引發(fā)全局性的雪崩。
- 從技術到業(yè)務：技術不再僅僅是滿足功能需求，而是要支撐業(yè)務的快速創(chuàng)新、生態(tài)的開放，并直面成本控制這一核心命題。
從千萬級用戶到億級用戶，架構的演進就像是下圖所示的架構復雜度躍遷”。從快速驗證（核心需求)到全面優(yōu)化（穩(wěn)定/開放/成本）。
億級用戶規(guī)模下的總體架構思路：分區(qū)架構
當用戶規(guī)模達到億級，任何大而全的架構模式都會成為瓶頸。我們的核心思想是“分區(qū)架構”。
簡單來說，就是將一個龐大的整體系統(tǒng)，按一定規(guī)則拆分成多個獨立的子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)負責處理一部分用戶的數(shù)據(jù)和流量，且各分區(qū)之間互不影響。
這樣做的好處顯而易見：
- 高可用：某個分區(qū)故障，只影響該分區(qū)內(nèi)的用戶，不影響整體服務。
- 高擴展：當用戶量繼續(xù)增長，只需增加新的分區(qū)，實現(xiàn)線性擴容。
- 低成本：可以對不同分區(qū)進行差異化配置，例如新分區(qū)可以采用更經(jīng)濟的硬件。
從千萬級到億級，六大維度架構演進對比
要將分區(qū)架構落地，需要從我們已有的千萬級架構中，進行六個維度的深度演進。下面，我將它們一一對比：
架構維度 | 千萬用戶（~6000萬） | 億級用戶（1億+） | 演進路徑 |
存儲架構 | MySQL主備、Redis集群 | 自研各類系統(tǒng)（分布式數(shù)據(jù)庫、KV存儲等） | 開源/商業(yè) -> 自研 |
計算架構 | 2臺 Nginx/LVS 負載均衡 | 分區(qū)架構（多機房/分區(qū)） | 多機房 -> 分區(qū) |
可擴展架構 | 拆分為5個服務、微服務 | 業(yè)務線（BU -> BG） | 業(yè)務域 -> 業(yè)務線 |
高可用 | 同城雙中心 | 異地多活/分區(qū)架構 | 雙活 -> 分區(qū) |
大數(shù)據(jù)架構 | ClickHouse | 自研或者創(chuàng)新各類系統(tǒng) | 開源/商業(yè) -> 自研 |
成本/開放 | 不涉及 | 開放平臺 + 降成本 | 封閉 -> 開放/降成本 |
1. 存儲架構：從集群到自研
千萬用戶時，我們使用成熟的MySQL 主備 + Redis 集群，足以應對大部分讀寫需求。但當數(shù)據(jù)量達到億級，單機的數(shù)據(jù)庫瓶頸會暴露無遺。
億級用戶的解決方案是自研各類存儲系統(tǒng)，如分布式關系型數(shù)據(jù)庫、高性能 KV 存儲等。這不僅能提供更強的擴展性和性能，還能根據(jù)業(yè)務場景進行深度優(yōu)化，例如為IM業(yè)務定制化存儲消息的格式和索引。
2. 計算架構：從多機房到分區(qū)
千萬用戶時，我們通過F5 + 多機房的方式來解決高可用問題。
億級用戶則必須演進到分區(qū)架構。例如，我們將用戶ID按哈希規(guī)則分成10個分區(qū)，每個分區(qū)都擁有完整的服務和存儲集群，部署在獨立的機房或集群中。這樣，即便某個分區(qū)發(fā)生重大故障，也只會影響該分區(qū)內(nèi)的10%用戶。
3. 可擴展架構：從業(yè)務域到業(yè)務線
起初，我們按業(yè)務域將IM業(yè)務拆分為5個服務。但隨著業(yè)務團隊增長到上千人，這種拆分方式顯得力不從心。
億級用戶需要將架構按業(yè)務線（BU/BG）劃分。例如，將IM業(yè)務拆分為to B業(yè)務線、to C業(yè)務線等。每個業(yè)務線擁有自己的技術團隊和獨立的架構，最大限度地解耦和提升迭代效率。
4. 高可用：從同城雙活到異地多活/分區(qū)
千萬用戶時，我們用同城雙中心來保障數(shù)據(jù)不丟失，服務不中斷。
但到了億級用戶，必須升級到異地多活，以應對城市級別的災難。我們甚至更進一步，利用分區(qū)架構實現(xiàn)分區(qū)多活，使得每個分區(qū)都可以獨立運行，互不干擾，將高可用的粒度細化到極致。
5. 開放與降成本：兩個核心命題
隨著公司的壯大，外部合作的意愿越來越強，而老板對成本的關注也與日俱增。
億級用戶架構必須解決這兩個核心問題。
開放平臺架構設計：
我們的開放平臺采取了“沙箱環(huán)境”和“管理后臺”的設計原則，保障線上數(shù)據(jù)的安全。
- 沙箱環(huán)境：供第三方應用測試，與線上數(shù)據(jù)完全隔離。
- 管理后臺：負責第三方應用的審核、上架、下架等管理。
- 數(shù)據(jù)分析：提供第三方應用的統(tǒng)計分析，如安裝量、活躍數(shù)，幫助開發(fā)者和我們進行數(shù)據(jù)化運營。
降成本設計：
我們從三個層面系統(tǒng)性地解決成本問題：
- 調優(yōu)：針對億級流量的業(yè)務場景，深度優(yōu)化 Linux、數(shù)據(jù)庫、JVM 等參數(shù)，提升資源利用率。
- 定制化：采購定制化的硬件服務器、定制化 Linux 內(nèi)核和 JVM，以獲取更高的性能和更低的能耗。
- 自建系統(tǒng)：用自研系統(tǒng)（如分布式存儲、計算引擎）代替昂貴的開源或商業(yè)系統(tǒng)，從根本上降低成本。例如，去 IOE（去 IBM、Oracle、 EMC）是一種常見的自建策略。
總結：億級用戶，架構是持續(xù)優(yōu)化的藝術
從千萬到億，我們的技術架構經(jīng)歷了深刻的變革。這不僅僅是技術選型的簡單升級，更是對架構理念的重新思考。
我們不再追求大而全，而是走向精細化、分區(qū)化和開放化。這是一條沒有終點的旅程，億級用戶架構的核心復雜度，在于平衡——在穩(wěn)定性、可擴展性、開放性和成本之間找到最優(yōu)解。
下一個億級用戶，我們準備好了。你呢？
