淺析“雙十一”背后的技術(shù)力量

吳美婷 張金 陽(yáng)雪

摘 要：2019年“雙十一”以2684億元的交易總額再次刷新歷史記錄，創(chuàng)造了我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的商業(yè)奇跡，中國(guó)的計(jì)算能力再次登頂全球。馬云接受采訪時(shí)說(shuō)過(guò)“雙十一的數(shù)字表現(xiàn)并不關(guān)鍵，關(guān)鍵是數(shù)字背后力量”。從2009年“雙十一”初創(chuàng)時(shí)的服務(wù)器宕機(jī)，到如今“秒殺搶購(gòu)”用戶的流暢體驗(yàn)，與網(wǎng)購(gòu)平臺(tái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷革新息息相關(guān)。零點(diǎn)越來(lái)越平滑的“雙十一”背后，電商不斷地進(jìn)行技術(shù)探索，如神龍架構(gòu)、飛天系統(tǒng)、分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和智慧物流等技術(shù)，支撐龐大的交易數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：雙十一;計(jì)算機(jī)技術(shù);交易系統(tǒng);購(gòu)物體驗(yàn)

在信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，人們?cè)谙硎芫W(wǎng)絡(luò)帶來(lái)便利的同時(shí)，也常常會(huì)為服務(wù)器崩潰而感到苦惱。當(dāng)問(wèn)峰值或者請(qǐng)求超過(guò)網(wǎng)站空間的承受力時(shí)，就會(huì)造成網(wǎng)站崩潰。如春運(yùn)期間在12306網(wǎng)站購(gòu)買車票時(shí)，網(wǎng)站頻繁出現(xiàn)崩潰，異常巨大的訪問(wèn)量導(dǎo)致網(wǎng)站迅速崩潰癱瘓。然而在2019年“雙十一”之時(shí)，阿里巴巴抵御住了“血拼的洪流”。

2019年的“雙十一”如約而至，據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，阿里巴巴旗下各平臺(tái)交易總額達(dá)2684億元，較去年上漲約25.7%，再一次刷新了全球紀(jì)錄。消費(fèi)的同時(shí)，伴隨而來(lái)的物流訂單也再一次刷新了世界物流新高度，全天達(dá)到12.92億。當(dāng)晚的交易峰值達(dá)到54.4萬(wàn)筆/秒，是2009年“雙十一”的1360倍，再創(chuàng)新高。阿里巴巴集團(tuán)董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官?gòu)堄乱苍诓痪们罢劶半p十一時(shí)表示，“相比銷售數(shù)字，我更關(guān)心技術(shù)的峰值。”

一、“雙十一”對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的挑戰(zhàn)

眾所周知，“雙十一”凌晨?jī)牲c(diǎn)前是用戶購(gòu)買的高峰期，“井噴式”的網(wǎng)購(gòu)會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)瞬間的流量高峰。既要保證網(wǎng)絡(luò)通暢，又要讓用戶擁有流暢的購(gòu)物體驗(yàn)，這勢(shì)必會(huì)給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)前所未有的壓力和挑戰(zhàn)。

（一）系統(tǒng)不穩(wěn)定，后臺(tái)易崩潰

2009年，時(shí)任淘寶CEO的張勇利用“光棍節(jié)”進(jìn)行打折促銷，“雙十一”應(yīng)運(yùn)而生。由于當(dāng)年參與的商家零星可數(shù)，阿里放松了警惕，當(dāng)日交易量突然飆升至平時(shí)交易量的三倍，高并發(fā)訂單讓技術(shù)人員措手不及，網(wǎng)站持續(xù)出現(xiàn)支付擁堵。在交易量遠(yuǎn)超系統(tǒng)容量的承受力時(shí)，技術(shù)羸弱的阿里系統(tǒng)瀕臨崩潰。第一個(gè)“雙十一”的夜晚，整個(gè)阿里在混亂地?fù)屝拗卸冗^(guò)。

淘寶技術(shù)人員開(kāi)始意識(shí)到傳統(tǒng)型架構(gòu)已無(wú)法支撐“雙十一”陡然攀升的流量，必須研發(fā)新的技術(shù)架構(gòu)才能應(yīng)對(duì)未來(lái)壓力更大的“雙十一”訂單。他們開(kāi)始自主研發(fā)多項(xiàng)技術(shù)，并不斷迭代、革新。

（二）網(wǎng)銀支付系統(tǒng)崩潰

用戶確認(rèn)訂單后，便要經(jīng)歷一個(gè)關(guān)鍵步驟——支付。瞬時(shí)驟增的支付訂單，不僅涉及第三方支付平臺(tái)——支付寶，更是對(duì)銀行支付系統(tǒng)發(fā)起巨大的挑戰(zhàn)。例如2011年的“雙十一”，在高峰時(shí)期部分用戶無(wú)法付款。

早年的支付寶交易，用戶點(diǎn)擊支付后，需要從支付寶和銀行的接口去付款，而以前的接口性能和穩(wěn)定性都很差，每秒只能支持幾十到上百的交易，一旦數(shù)量過(guò)大，極易出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。最關(guān)鍵的是，網(wǎng)絡(luò)支付的安全問(wèn)題，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將會(huì)對(duì)銀行的運(yùn)營(yíng)造成巨大影響[1]。因此，如何保證用戶快速、安全支付，是對(duì)支付寶的一大技術(shù)考驗(yàn)。

（三）快遞爆倉(cāng)，物流壓力大

從2010年起，隨著銷售量的劇增，快遞“爆倉(cāng)”現(xiàn)象開(kāi)始不斷發(fā)生?！半p十一”期間訂單驟增，電子商務(wù)平臺(tái)成交量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)物流的承受范圍，產(chǎn)生爆倉(cāng)現(xiàn)象。引起物流問(wèn)題的兩個(gè)重要原因是，未能做出正確的需求預(yù)測(cè)以及物流基礎(chǔ)設(shè)施的智能化程度不夠[2]。各快遞公司沒(méi)有研究歷史訂單，未能可靠地預(yù)測(cè)“雙十一”的訂單量，安排相應(yīng)的備用資源，缺乏應(yīng)急措施。國(guó)內(nèi)快遞的自動(dòng)化水平不高，工作效率極低。物流問(wèn)題的背后，亟需科學(xué)的計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)技術(shù)、智能化分配運(yùn)輸路線，提高配送效率。

二、現(xiàn)今計(jì)算機(jī)支撐技術(shù)

根據(jù)支付寶公布的成交額成績(jī)單，2019年天貓“雙十一”全天成交額為2684億元人民幣，1分36秒破100億元，一小時(shí)超過(guò)1000億元，再次創(chuàng)下新紀(jì)錄。在龐大的交易數(shù)字背后，是無(wú)數(shù)技術(shù)人員對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的迭代、革新。為了支撐“雙十一”的高并發(fā)交易量，阿里巴巴目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)自研技術(shù)創(chuàng)新。

（一）神龍架構(gòu)提升性能

阿里自研了一個(gè)既具物理機(jī)的性能又提供虛擬機(jī)體驗(yàn)的服務(wù)器——神龍架構(gòu)。神龍（X-Dragon）又稱為彈性裸金屬服務(wù)器，神龍服務(wù)器是真正從云計(jì)算的角度去設(shè)計(jì)的服務(wù)器，它能夠?qū)崿F(xiàn)分鐘級(jí)的去創(chuàng)建100%物理機(jī)性能和功能的云服務(wù)器。

2019年阿里把核心交易系統(tǒng)100%遷移到公共云上，這是史無(wú)前例的一次挑戰(zhàn)。阿里云從自研芯片、自研設(shè)備，到2017年10月發(fā)布第一代神龍?jiān)品?wù)器，首次實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算行業(yè)性能和資源的零損耗。神龍架構(gòu)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)阿里核心系統(tǒng)100%上云，還極大減少了虛擬化的性能和資源的開(kāi)銷，并且實(shí)現(xiàn)了軟件、硬件的完美融合。

（二）飛天系統(tǒng)做后臺(tái)支撐

飛天是阿里云自主研發(fā)、服務(wù)全球的超大規(guī)模通用的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。飛天打破國(guó)外操作系統(tǒng)的壟斷，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)迫切需要的技術(shù)。最關(guān)鍵的是，它能把全球百萬(wàn)級(jí)的數(shù)個(gè)服務(wù)器，連接成一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，通過(guò)在線公共服務(wù)的方式為消費(fèi)者提供高速計(jì)算能力，目前該系統(tǒng)已經(jīng)成為全球頂尖系統(tǒng)之一。飛天系統(tǒng)具有高性能、大規(guī)模、高可靠的特點(diǎn)，能夠在1秒內(nèi)。針對(duì)瞬時(shí)海量數(shù)據(jù)，有超高的計(jì)算能力。

（三）分布式數(shù)據(jù)庫(kù)OceanBase支撐交易

由于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)根本不足以支撐瞬時(shí)激增的交易量，阿里自2010年開(kāi)始著手自主研發(fā)云海量關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)OceanBase。不同于傳統(tǒng)的MySQL和Oracle，OceanBase把主體數(shù)據(jù)按照主鍵分塊，并連續(xù)存放在不同機(jī)器上，它的每秒峰值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。OceanBase分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)采用PC服務(wù)器機(jī)群，既易于擴(kuò)展，還通過(guò)分布式選舉和多庫(kù)多活等技術(shù)，憑廉價(jià)PC服務(wù)器肌群取得極高的可靠性。近幾年雙十一，支付寶整條核心鏈路都是在OceanBase數(shù)據(jù)庫(kù)上運(yùn)行的，運(yùn)行平穩(wěn)，零故障。OceanBase能夠應(yīng)對(duì)一天10TB的數(shù)據(jù)庫(kù)寫入量，支撐每秒8.59萬(wàn)筆的支付、每秒14萬(wàn)的訂單創(chuàng)建。

（四）智能物流

據(jù)菜鳥(niǎo)裹裹數(shù)據(jù)顯示，至11月13日10時(shí)，2019年天貓“雙十一”的第1億個(gè)包裹已送達(dá)，比去年提速4小時(shí)，僅僅只有2.4天，周期明顯縮短。物流提速的背后，蘊(yùn)藏著技術(shù)力量的驅(qū)動(dòng)。菜鳥(niǎo)逐步開(kāi)始使用智能倉(cāng)，在一個(gè)庫(kù)區(qū)內(nèi)使用多種類型的機(jī)器人，智能協(xié)作，迅速提高發(fā)貨效率。菜鳥(niǎo)驛站運(yùn)用人工智能技術(shù)，實(shí)行人臉識(shí)別取件、高拍儀識(shí)別取件等方法，真正實(shí)現(xiàn)了“一秒取件”。

三、未來(lái)“雙十一”展望

數(shù)字的表現(xiàn)并不關(guān)鍵，關(guān)鍵是數(shù)字背后的力量。未來(lái)“雙十一”的數(shù)字只會(huì)越來(lái)越龐大，為了給予消費(fèi)者絲滑的購(gòu)物體驗(yàn)，各大網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還要不斷提升。隨著技術(shù)不斷迭代更新，如新興的VR購(gòu)物、5G時(shí)代購(gòu)物，我們還會(huì)面臨許多機(jī)遇和挑戰(zhàn)，各大電商仍需不斷創(chuàng)新技術(shù)，讓消費(fèi)者乃至全社會(huì)感受到科技力量帶來(lái)的全新購(gòu)物體驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)繁榮。

參考文獻(xiàn)：

[1]張至琛.探析“雙十一”購(gòu)物節(jié)背后的計(jì)算機(jī)支持技術(shù)[J].中國(guó)科技投資，2019，（2）：194.

[2]魏瑩瑩.電商“雙十一”快遞爆倉(cāng)問(wèn)題研究[J].山西農(nóng)經(jīng)，2019，卷缺失（13）：63.

作者簡(jiǎn)介：

吳美婷（1999—），女，漢族，四川自貢，本科，研究方向：計(jì)算機(jī)與軟件。（本文通訊作者）。