抖音框架層分析，抖音框架層分析怎么做？

字節(jié)跳動(dòng)的短視頻分享平臺(tái)抖音，作為一個(gè)多媒體應(yīng)用，其基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)涵蓋了多個(gè)方面。

一、后端架構(gòu)

字節(jié)跳動(dòng)在后端開發(fā)中選擇了Golang作為主要編程語言，之前他們的許多業(yè)務(wù)是用Python構(gòu)建的。抖音和今日頭條在高并發(fā)與性能方面的需求非常迫切，因此從Python轉(zhuǎn)到Golang相對(duì)較為順利。抖音等產(chǎn)品主要依賴于離線或近實(shí)時(shí)的服務(wù)，其中涉及許多需要專業(yè)團(tuán)隊(duì)維護(hù)的AI服務(wù)。這使得將其拆分為低粒度的微服務(wù)并形成松耦合架構(gòu)成為一種合適的選擇。此外，字節(jié)跳動(dòng)的組織結(jié)構(gòu)中也劃分出了如數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)室、基礎(chǔ)設(shè)施等中臺(tái)部門，以及抖音、西瓜視頻、今日頭條和TikTok等業(yè)務(wù)部門。這種架構(gòu)使得使用Go語言開發(fā)網(wǎng)關(guān)與處理非計(jì)算密集型業(yè)務(wù)的代碼相對(duì)高效，同時(shí)對(duì)于計(jì)算密集型中臺(tái)服務(wù)則更適合使用C++進(jìn)行開發(fā)。

此外，字節(jié)跳動(dòng)還利用了MySQL、MongoDB和Redis等數(shù)據(jù)庫來管理應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

（1）Golang

抖音選擇使用 Golang 主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

高效性：Golang 的語言特性可以保證程序的高效執(zhí)行，特別是對(duì)于多核處理器的優(yōu)化。易于編寫和維護(hù)：Golang 的語法簡單，易于學(xué)習(xí)和使用，代碼容易維護(hù)和升級(jí)。安全性：Golang 的語言特性可以預(yù)防常見的安全問題，如內(nèi)存泄漏和數(shù)組越界等。可擴(kuò)展性：Golang 提供了許多強(qiáng)大的擴(kuò)展庫，可以方便地滿足不同的需求。

（2）MySQL

抖音在MySQL的應(yīng)用上有以下幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域：

高可用性：抖音系統(tǒng)中可能使用 MySQL 的主從復(fù)制和熱備份技術(shù)，以保證數(shù)據(jù)的高可用性。數(shù)據(jù)分片：抖音系統(tǒng)可能使用 MySQL 的數(shù)據(jù)分片技術(shù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在多個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量。高性能：抖音系統(tǒng)中可能使用 MySQL 的緩存技術(shù)，如 query cache、innodb buffer pool 等，以提高數(shù)據(jù)的讀取速度和系統(tǒng)的性能。數(shù)據(jù)安全：抖音系統(tǒng)中可能使用 MySQL 的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的安全。事務(wù)處理：抖音系統(tǒng)可能使用 MySQL 的事務(wù)處理技術(shù)，以保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

在上述領(lǐng)域中，抖音平臺(tái)可能在高可用性、高性能及數(shù)據(jù)安全性方面，對(duì) MySQL 技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)深入。通過運(yùn)用這些技術(shù)，抖音能夠確保其數(shù)據(jù)在高可用、高性能和安全性上的表現(xiàn)，同時(shí)也支持其龐大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理需求。

（3）Redis

Redis 是一個(gè)開源的內(nèi)存存儲(chǔ)解決方案，可能在字節(jié)跳動(dòng)的抖音平臺(tái)中被用作緩存數(shù)據(jù)庫。它支持分布式架構(gòu)，并通過集群功能來增強(qiáng)系統(tǒng)的容量和穩(wěn)定性。

字節(jié)跳動(dòng)的抖音系統(tǒng)中很可能采用了 Redis Cluster 作為其 Redis 集群的實(shí)現(xiàn)方式。Redis Cluster 是官方提供的一種分布式解決方案，通過數(shù)據(jù)分片的技術(shù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在多個(gè) Redis 節(jié)點(diǎn)上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布和冗余備份。

部署 Redis 集群的方法有多種選擇?？梢栽讵?dú)立的服務(wù)器上安裝多個(gè) Redis 節(jié)點(diǎn)，并利用管理工具（如 Redis Commander）進(jìn)行監(jiān)控和管理。此外，還可以借助容器化技術(shù)（例如 Docker）來進(jìn)行部署。

在設(shè)置 Redis Cluster 時(shí)，必須為每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置合適的內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑等關(guān)鍵參數(shù)。同時(shí)，為了確保 Redis Cluster 在分布式環(huán)境中順暢運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)配置也至關(guān)重要。借助 Redis Cluster，字節(jié)跳動(dòng)的抖音平臺(tái)能夠更加高效地實(shí)現(xiàn) Redis 緩存的高可用性和優(yōu)越性能，從而滿足其大規(guī)模系統(tǒng)的運(yùn)營需求。

（4）MongoDB

MongoDB 是一種文檔導(dǎo)向的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫，可能在字節(jié)跳動(dòng)的抖音系統(tǒng)中被用來存儲(chǔ)視頻相關(guān)的信息等數(shù)據(jù)。

MongoDB 的一個(gè)顯著特征是其文檔導(dǎo)向的存儲(chǔ)方式，它將數(shù)據(jù)以文檔形式保存，每個(gè)文檔可以被視為一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)單元，并且允許不同的結(jié)構(gòu)。這樣的架構(gòu)使得 MongoDB 非常適合于處理結(jié)構(gòu)復(fù)雜或模型頻繁變化的數(shù)據(jù)，便于開發(fā)者快速進(jìn)行數(shù)據(jù)開發(fā)和迭代。

另外，MongoDB 支持分布式存儲(chǔ)，能夠?qū)?shù)據(jù)分散存放在多個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而提升存儲(chǔ)容量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，它還提供高效的讀寫操作，確保應(yīng)用程序可以迅速讀取和更新數(shù)據(jù)。

因此，MongoDB 能夠被用作字節(jié)跳動(dòng)的抖音系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，它能夠高效、穩(wěn)定地處理海量數(shù)據(jù)的讀寫操作，以滿足大規(guī)模運(yùn)營的需求。

二、負(fù)載均衡

為了提升應(yīng)用的穩(wěn)定性和可用性，字節(jié)跳動(dòng)采用了Nginx作為反向代理服務(wù)器。Nginx具備負(fù)載均衡的功能，能夠通過分發(fā)請(qǐng)求來均衡后端服務(wù)器的負(fù)載，從而增強(qiáng)應(yīng)用的響應(yīng)效率和穩(wěn)定性。

具體主要涵蓋下列幾個(gè)方面：

負(fù)載均衡：通過配置 Nginx 的負(fù)載均衡策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)請(qǐng)求的負(fù)載均衡，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。緩存代理：通過配置 Nginx 的緩存代理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)資源的緩存，從而提高系統(tǒng)的讀寫性能。反向代理：通過配置 Nginx 的反向代理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)后端服務(wù)的代理，從而提高系統(tǒng)的安全性。訪問控制：通過配置 Nginx 的訪問控制功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的訪問控制，從而提高系統(tǒng)的安全性。負(fù)載流量控制：通過配置 Nginx 的流量控制功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)流量的限制，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

字節(jié)跳動(dòng)采用分布式文件系統(tǒng)（DFS）來處理海量的視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)使用MySQL、MongoDB等數(shù)據(jù)庫來保存元數(shù)據(jù)信息，如用戶和視頻的相關(guān)信息。分布式文件系統(tǒng)能夠有效地存儲(chǔ)和管理大量視頻內(nèi)容，而關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫則分別負(fù)責(zé)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。

DFS是分布式文件系統(tǒng)的簡稱，在抖音的系統(tǒng)中，這項(xiàng)技術(shù)可能被用于高效管理和存儲(chǔ)海量的視頻和圖片資源。

在抖音的系統(tǒng)架構(gòu)中，采用了分布式文件系統(tǒng)（DFS），其核心理念是將海量文件分散存儲(chǔ)到多臺(tái)服務(wù)器上，并在這些服務(wù)器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的劃分與冗余備份。這種方式旨在提升系統(tǒng)的存儲(chǔ)能力和確保數(shù)據(jù)的安全性。

在抖音系統(tǒng)中，所使用的分布式文件系統(tǒng)（DFS）可能基于開源技術(shù)，例如Hadoop HDFS、GlusterFS或Ceph等。這些分布式文件系統(tǒng)均具備高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理功能，并且能夠支持大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。

通過應(yīng)用深度優(yōu)先搜索（DFS）技術(shù)，抖音平臺(tái)能夠更加高效地處理和存儲(chǔ)海量的視頻和圖片文件。此外，借助數(shù)據(jù)分片和冗余存儲(chǔ)策略，該系統(tǒng)可以有效地維護(hù)數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。

四、服務(wù)器集群

字節(jié)跳動(dòng)采用了服務(wù)器集群技術(shù)，通過將多臺(tái)服務(wù)器聯(lián)合起來，共同承載應(yīng)用服務(wù)，以處理高并發(fā)請(qǐng)求的需求。這種方式不僅能提升應(yīng)用的處理能力，還增強(qiáng)了其容錯(cuò)能力。

抖音可能會(huì)利用 Kubernetes 等容器編排工具來管理和部署其應(yīng)用容器，從而有效地利用服務(wù)器資源。Kubernetes 作為一個(gè)開源的容器管理平臺(tái)，可能在多個(gè)方面發(fā)揮其作用，包括：

應(yīng)用部署：通過 Kubernetes 的聲明式 API 定義，快速部署和管理應(yīng)用。資源管理：通過 Kubernetes 的資源配置和分配機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的管理和分配。負(fù)載均衡：通過 Kubernetes 的負(fù)載均衡功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)請(qǐng)求的負(fù)載均衡。高可用：通過 Kubernetes 的高可用功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用和服務(wù)的高可用性。自動(dòng)伸縮：通過 Kubernetes 的自動(dòng)伸縮功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用和服務(wù)的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和縮減。五、容器技術(shù)

字節(jié)跳動(dòng)采用了容器化技術(shù)，將其應(yīng)用程序封裝成獨(dú)立的容器，并在這些容器中運(yùn)行。容器技術(shù)能夠有效隔離應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，使得這些應(yīng)用能夠迅速在各種操作系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行部署和遷移。

抖音可能采用的容器技術(shù)包括以下幾種：

Docker：Docker 是一個(gè)開源的容器引擎，用于在容器中打包和運(yùn)行應(yīng)用。Kubernetes：Kubernetes 是一個(gè)開源的容器編排系統(tǒng)，用于管理和編排容器。Prometheus：Prometheus 是一個(gè)開源的監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)，用于監(jiān)控容器和集群的性能。ELK Stack：ELK Stack 是一個(gè)開源的日志分析和搜索平臺(tái)，用于對(duì)容器的日志進(jìn)行分析和搜索。Istio：Istio 是一個(gè)開源的服務(wù)網(wǎng)格，用于在容器環(huán)境中實(shí)現(xiàn)服務(wù)間的通信和控制。六、CDN

字節(jié)跳動(dòng)采用了內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）技術(shù)，通過CDN服務(wù)器對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行緩存，以此來提升傳輸速度并降低服務(wù)器負(fù)擔(dān)。

抖音的 CDN 可能采用了以下技術(shù)：

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)：抖音可能使用內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）緩存網(wǎng)站內(nèi)容，以減少網(wǎng)站加載時(shí)間并降低服務(wù)器負(fù)載。多點(diǎn)分發(fā)：抖音可能使用多點(diǎn)分發(fā)技術(shù)，將內(nèi)容分發(fā)到多個(gè)數(shù)據(jù)中心，以減少用戶訪問的網(wǎng)絡(luò)延遲。緩存控制：抖音可能使用緩存控制機(jī)制，控制內(nèi)容在 CDN 上的生存時(shí)間，以確保內(nèi)容的更新。流量管理：抖音可能使用流量管理技術(shù)，通過 CDN 節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)整和管理，來控制和平衡流量。七、實(shí)時(shí)處理

采用Kafka和Spark等實(shí)時(shí)處理技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)點(diǎn)贊和評(píng)論等信息的實(shí)時(shí)處理功能。

抖音利用 Kafka、Spark 等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)贊、評(píng)論等信息的即時(shí)處理，具體實(shí)現(xiàn)方式可能如下：

Kafka：抖音可能使用 Kafka 作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的聚合和分發(fā)中心。用戶在點(diǎn)贊、評(píng)論時(shí)，客戶端會(huì)向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，服務(wù)器將數(shù)據(jù)寫入 Kafka 集群，Kafka 集群將數(shù)據(jù)分發(fā)到各個(gè)消費(fèi)者，以便進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。Spark：抖音可能使用 Spark 進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。Spark 通過從 Kafka 集群讀取數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)贊、評(píng)論等信息的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析。

上述內(nèi)容簡要概述了字節(jié)跳動(dòng)公司為抖音所構(gòu)建的基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)。這些技術(shù)共同作用，不僅確保了抖音能夠高效地進(jìn)行大規(guī)模運(yùn)作，還顯著提升了應(yīng)用的穩(wěn)定性與性能表現(xiàn)。