二零二三年四月第二周技术周报
在全国范围(如广州、深圳、上海、北京)部署大量客户端的配置下发服务中,面对节假日、活动上线等高并发场景,传统的单地数据中心架构难以支撑。本文分享我当属在“配置下发服务”层面进行的多地部署、数据层优化及缓存机制升级,阐述其技术背景、方案设计、落地实践与收获。 背景 我服务的客户端分布在广州、深圳、上海、北京等全国多个城市,通常需要根据运营策略获取各种动态或静态配置,比如节日活动、功能开关、故障临时屏蔽等。这些配置由服务端统一下发,客户端根据自身属性(地域、版本等)拉取对应内容。 随着客户端规模扩大,特别是在活动上线、客户端批量启动的场景中,配置拉取请求会在短时间内剧增,导致服务端QPS暴涨,严重时甚至会拖垮主服务节点。我虽在容器层实现了全国多地的 Kubernetes Workload 部署,但数据层(包括数据库和 Redis)仍集中在广州。所有请求即便从北京或成都的容器发出,最终还是要跨地域访问广州的数据中心,延迟高、压力集中、体验差。 此外,虽然服务中使用了容器内缓存机制,但考虑到容器本身应保持无状态,其运行内存不适合长时间、海量地持有配置缓存。一旦配置数据规模扩大至几百兆甚至上 GB 级别,运维和资源成本都急剧上升。 为了解决这些问题,我决定从数据层和缓存层入手,进行更彻底的多地部署改造。 设计思路 基于上述挑战,我设计的方案主要包括: 主数据库实例(写 + 读)部署在广州,运营人员在这个实例上进行配置管理、写入操作。 各地部署 只读副本(Read‑Only)数据库实例,例如上海、北京、成都等地。各地容器连接对应地区的只读实例以拉取配置。 Redis 亦做多地部署:每个地域有自己的 Redis 实例,容器拉取缓存优先从本地 Redis;若缓存未命中,再访问本地只读数据库或主数据库。 在配置下发平台中,对不同 Kubernetes Workload 打标签(如地域、版本、标签等),客户端根据标签拉取对应配置。运营人员仍在统一平台管理配置。配置平台写入主数据库,然后同步至只读副本,各地容器读取对应地域的副本。 架构优势 读请求分散到各地只读副本,减轻主数据库压力。 客户端拉配置网络路径变短、延迟下降、体验提升。 配置写入集中在主实例,确保配置管理统一、操作简便。 架构符合“写少、读多”的典型场景:操作多为配置读取,写入(新增活动、屏蔽功能等)相对少。 实施 根据上面的设计,我继续保留广州作为主写中心,同时在全国多个区域(如北京、上海、成都)部署只读副本,配合就近的 Redis 实例,实现配置服务的分布式读请求调度。主数据库仍由运营人员维护和写入更新,通过异步同步机制,将数据分发到各地只读副本。各地的容器服务则连接本地副本,从而避免跨地域拉取配置数据。 Redis 也采用相似策略,在每个部署地域都设立实例,服务端优先从 Redis 缓存中获取所需配置,未命中时才回源数据库。这样既减轻数据库压力,也提升了配置拉取效率。为了让客户端能快速命中就近服务节点,我基于 DNS 做了地域级别的接入调度,同时结合 Kubernetes Workload 的标签机制,自动下发对应配置。所有运营配置仍在部署在广州的“统一平台”进行集中管理,通过主数据库推送同步,容器按标签识别自身身份,拉取所需数据。 落地效果 经过部署实践,这套方案在实际运行中带来了显著改善。各地客户端的配置拉取延迟明显降低,主数据库的读请求压力几乎被完全转移到了只读副本上。整个系统在活动流量高峰时表现稳定,再无集中节点被打爆的风险。 几点经验 虽然配置更新不频繁,但读请求量大;因此采用“主写/多地只读”模型非常匹配。 多地部署数据库及缓存时,必须评估网络延迟、数据同步延迟与一致性需求:对配置下发场景,最终一致性即可,无需强同步。 缓存层(Redis)地域就近部署效果更好,尽可能避免网络访问延迟拖累。 K8s Workload 与标签管理是核心:标签化管理便于灵活控制不同客户端区域/版本对应的配置。 地域入口(DNS 或其他流量导向机制)必须支持解析到就近入口,以保证客户端走最近节点。 容器无状态设计仍然要坚持:缓存尽量外部化,避免容器失效导致缓存丢失或资源浪费。 写 + 同步机制需要监控:虽然配置更新少,但副本同步延迟还是要监控,避免某地配置未及时生效。 安全权限划分要明确:主实例写权限、只读副本只读账户、运营平台权限划分。