把异步架构延伸到客户端

作者：陈叶皓（携程邮轮研发部软件架构师）

我们先来回顾一下之前提到过的知识点，
1.在一台电脑上，使用异步编程可以提高cpu的使用效率
2.使用Actor模型，实现同一台电脑上，在并发环境下的串行操作，保证事务执行的正确
3.在多服务器环境下，actor模型配合Zookeeper，可以实现在多服务器环境下的串行操作，保证事务执行正确
4.对应用进行读写分离的设计，做到“写服务”（有状态）执行正确，同时又能方便地（增加服务器）提高“读服务”（无状态）的性能

所以，在服务实现的内部，异步已经无处不在，今天我来讲服务的消费者，也就是浏览器客户端，为什么也需要使用异步模式。

在Joe Armstrong创造erlang的时候，他假设网络通讯是不可靠的，外部服务的响应时间是不可靠的，所以erlang里面只有异步调用，同步调用是用异步来模拟。Erlang软件的运行，不会因为任何的外部操作而阻塞cpu。

而到了互联网时代，Joe Armstrong的假设依旧成立，网络通讯不可靠，外部服务不可靠。设计同步调用的应用架构，从一开始就引入了巨大的风险。举个简单的电商下单的例子，步骤如下，
1.浏览器发送下单请求到网页服务器（web server）
2.网页服务器发送请求到应用服务器
3.应用服务器检查库存，锁定库存，生成订单。通知网页服务器下单成功
4.网页服务器把下单结果传送到用户的浏览器

在这个场景下，步骤3最为耗时，有时需要超过1秒。对于步骤2，我们有很多方法来实现异步操作，如果不能实现，那网页服务器被应用服务器的响应所阻塞，吞吐量将急剧下降。

今天我们主要讨论步骤1，用户在下单，期望看到下单的结果，这是一个典型的同步操作，随着并发量上升，服务器的响应时间可能会超过30秒，最终造成浏览器的超时，用户什么也看不到，这是最坏的结果。我们来把这个同步调用，用异步来模拟，
1.浏览器发送下单请求到网页服务器（web server）
2.网页服务器发送请求到应用服务器
3.a)应用服务器生成订单号，把订单号返回网页服务器
b)应用服务器检查库存，锁定库存，把订单状态改成“下单成功”
4.浏览器收到订单号，采用ajax方式，每隔2秒，请求网页服务器，查询订单状态，直到获得“下单成功”的状态，跳转到下单成功页面

在这个异步流程中，步骤3.b和步骤4在时间上是并行执行的，但是，还记得我们的“读写分离”设计吗，步骤3访问的是“写”服务，步骤4访问的是“读”服务，这两个服务可以独立优化，不会成为对方的瓶颈。

使用浏览器的异步访问还带来额外的好处，在异步架构下，网页服务器和应用服务器的响应都非常迅速。原先的耗时请求“请帮我下单，并告诉我下单结果”被拆分成不耗时的请求“帮我下单”（一次）和“刚才的下单成功了吗”（一次或多次）。

如果使用了老式的网页服务器，不支持异步请求应用服务器，这样还能一举解决网页服务器访问应用服务器阻塞的问题。

在互联网高并发的状态改变（写）操作，把业务流程设计成异步是上策，比如大众点评的退款操作，系统会告诉用户“已收到您的退款请求，会在x个工作日能把钱退到您的账户”，这样的异步业务流程，对于系统毫无压力。有时出于用户体验不得不采用同步流程，比如上面说的下单流程，如果一开始设计成用异步流程来模拟，有两个好处
1.不会因为并发量突然上升而触发浏览器超时
2.可以对“读”，“写”服务独立优化
另外，在ajax异步操作时，还可以在浏览器绘制动画来安抚用户焦躁的情绪，不要说我没告诉你~

用异步流程模拟同步流程的补充说明，在浏览器内使用ajax轮询下单结果，是不得以。在服务器可以主动访问客户端的环境下，应该总是优先考虑回调的方式。浏览器是特殊的环境，服务器访问浏览器有时有困难，所以才使用比较保险的轮询模式。

原文链接：http://techshow.ctrip.com/archives/792.html