解剖Twitter 【8】 得过不且过

【8】 得过不且过

北京西直门立交桥的设计，经常遭人诟病。客观上讲，对于一座立交桥而言，能够四通八达，就算得上基本完成任务了。大家诟病的原因，主要是因为行进路线太复杂。

当然，站在设计者角度讲，他们需要综合考虑来自各方面的制约。但是考虑到世界上立交桥比比皆是，各有各的难处，然而像西直门立交桥这样让人迷惑的，还真是少见。所以，对于西直门立交桥的设计者而言，困难是客观存在的，但是改进的空间总还是有的。

Figure 10. 北京西直门立交桥行进路线
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大型网站的架构设计也一样，沿用传统的设计，省心又省力，但是代价是网站的性能。网站的性能不好，用户的体验也不好。Twitter这样的大型网站之所以能够一飞冲天，不仅功能的设计迎合了时代的需要，同时，技术上精益求精也是成功的必要保障。

例如，从Mongrel到MemCached之间，需要一个数据传输通道。或者严格地说，需要一个client library communicating to the memcached server。Twitter的工程师们，先用Ruby实现了一个通道。后来又用C实现了一个更快的通道。随后，不断地改进细节，不断地提升数据传输的效率。这一系列的改进，使Twitter的运行速度，从原先不设缓存时，每秒钟处理3.23个请求，到现在每秒处理139.03个请求，参见Figure 11。这个数据通道，现在定名为libmemcached，是开源项目 [38]。

Figure 11. Evolving from a Ruby memcached client to a C client with optimised hashing. These changes increases Twitter performance from 3.23 requests per second without caching, to 139.03 requests per second nowadays [14].
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又例如，Twitter系统中用消息队列来传递控制信号。这些控制信号，从插入队列，到被删除，生命周期很短。短暂的生命周期，意味着消息队列的垃圾回收(Garbage Collection)的效率，会严重影响整个系统的效率。因此，改进垃圾回收的机制，不断提高效率，成为不可避免的问题。Twitter使用的消息队列，原先不是Kestrel，而是用Ruby编写的一个简单的队列工具。但是如果继续沿用Ruby这种语言，性能优化的空间不大。Ruby的优点是集成了很多功能，从而大大减少了开发过程中编写程序的工作量。但是优点也同时是缺点，集成的功能太多，拖累也就多，牵一发而动全身，造成优化困难。

Twitter工程师戏言，”Ruby抗拒优化”，(“Ruby is optimization resistant”, by Evan Weaver [14])。几经尝试以后，Twitter的工程师们最终放弃了Ruby语言，改用Scala语言，自行实现了一个队列，命名为Kestrel [39]。

改换语言的主要动机是，Scala运行在JVM之上，因此优化Garbage Collection性能的手段丰富。Figure 12. 显示了使用Kestrel以后，垃圾回收的滞后，在平时只有2ms，最高不超过4ms。高峰时段，平均滞后5ms，最高不超过35ms。

Figure 12. The latency of Twitter Kestrel garbage collection [14].
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RubyOnRails逐渐淡出Twitter，看来这是大势所趋。最后一步，也是最高潮的一步，可能是替换Mongrel。事实上，Twitter所谓“API Server”，很可能是他们替换Mongrel的前奏。

Twitter的Evan Weaver说，“API Server”的运行效率，比Apache+Mongrel组合的速度快4倍。所谓Apache+Mongrel组合，是RubyOnRails的一种实现方式。Apache+Mongrel组合，每秒能够处理139个请求，参见Figure 11_，而“API Server” 每秒钟能够处理大约550个请求 [16]。换句话说，使用Apache+Mongrel组合，优点是降低了工程师们写程序的负担，但是代价是系统性能降低了4倍，换句话说，用户平均等待的时间延长了4倍。

活着通常不难，活得精彩永远很难。得过不且过，这是一种精神。

Reference,

[14] Improving running component of Twitter.
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[16] Updating Twitter without service disruptions.
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[38] Open source project, libmemcached, by Twitter.
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[39] Open source project, Kestrel Messaging Queue, by Twitter.
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