贝壳找房小程序从PHP到Golang的跃迁之路

1. 前言

1.1 PHP是最好的语言

PHP确实有非常强大的优势。对于中小型Web服务，业务具有高度不确定性，产品迭代速度是第一目标，非常适合使用PHP作为创业启动语言。

1.2 使用PHP遇到的问题

小程序前台项目的特点是：IO密集型服务

小程序目前依赖众多下层服务，一个普通的小区接口依赖的下层API达到11个之多。在阻塞IO的模式下，所有等待延迟串行叠加，非常容易给前端造成比较高的后台等待，影响用户体验。特别是遇到个别服务的部分请求出现透传DB，SQL效率不高时，就更会雪上加霜，499突增，威胁到服务稳定性。

这样一来，对于一个PHP的N层调用场景来说，任何一层服务的失败都会直接影响终端获取数据的成功率，当每层及时成功返回数据的概率为P，则它的最终成功率就会变成：

P=(1-P1)*(1-P2)*(1-P3)*……*(1-PN)

于是，当前服务层要想优化，比较好的选择是：增加cache。

好处是减少向后请求，透传db的情况也会顺应得到一定的改善，耗时也会因为跳过了逻辑计算而得到收敛。

其后果是牺牲了实时性，换取性能的提高。然而，这可能导致房屋标价，出现短时显示不稳定；租价相差几百，卖价相差几千，都会让客户抓狂。性能提高的程度要看缓存命中率；过期时间长短需要平衡，过久则时效性差，过短则命中率不高。核心城市的购房者和卖房者相对密度大一些，而二三线城市就没那么好了。

多层cache情况下，每层设置cache过期时间为T，当有变更发生需要最终生效时，其最糟糕生效时间是：

T=T1+T2+T3+……Tn

综上，伴随着调用模块数量的增加，延迟超标的接口会越来越多；增加cache之后，信息展示的不确定性会增多。左右为难，然如何破局？

1.3 选择Golang的原因

了解过Golang的同学，以下部分特性可能比较吸引你：

小程序团队主要考虑以下几个点：

• 协程：将多个模块的拉取和格式化作为独立单元，进行单元级别并行

• 异步IO：节省CPU，提高服务并发能力

• Channel通道：可以将一些轻量的异步动作用协程+channel实现，简化架构

• 强大的标准库：可以实现和PHP等价的逻辑

• 稳定性：常驻运行也依然稳定

• 丰富的工具：解决单元测试、代码风险检查

• 部署运行环境：贝壳已经支持线上运行和托管Golang服务

最终的收益将会体现为：

• 降低当前用户体验延迟

• 遏制接口延迟持续恶化

• 提高服务的稳定性

有的人说，guzzle不香吗？跟协程能做的事情来讲，我们更看重模块级别的并行，而不仅仅是IO。

1.4 Golang为什么快

按照Golang布道师Dave Cheney在2014年Gocon大会上的分享来看，其中5点值得注意：

1. 变量的处理和存储

   一个int32的变量只占用4字节，但是在python中需要24字节，在Java中需要16-24字节。内存占用少，使得CPU的cache效率更高。数组变量紧凑的内存结构，避免了无谓的指针跳转。

   
   

2. 函数内联

   虽然增加了包大小，但是减少了函数调用的开销，特别是很多短小的函数。

   
   

3. 垃圾回收

   通过逃逸分析方法，使得更多的变量申请空间可以在栈上得到分配，减轻了堆上资源垃圾回收的压力。一般程序员不需要关心是在栈上还是堆上。

   
   

4. 协程

   在利用线程对进程来优化的思路基础上，进行了延伸。协程非常轻量，再加上协程切换一般发生在阻塞、系统调用、垃圾回收等时机，从而减少了等待。每个Go进程只需要少量系统线程，Go的runtime会将协程放到空闲操作系统线程上运行。

   
   

5. Goroutine的栈管理

   通过去掉guard page，在函数调用时增加栈空间检查的机制，并在必要时自动分配更多空间的方式，使得初始的空间可以很小，goroutine可以很轻量。而函数调用带来的频繁扩缩容，利用连续栈分配更大空间而得到解决。
   

2. 实践

2.1 目标

当时域名下114个API，大部分的延迟都不高，在调用量比较大，延迟比较突出的二手接口中，我们锁定了部分接口作为改造对象。

2.2 实施步骤

2.2.1 业务框架

没有业务框架，直接进行业务重构就是耍流氓。但19年，公司还没有出品Golang业务框架，我们得自己搞定。

先向杨宇(比克)学习了沙场项目，获得了在贝壳服务器安装、运行、部署Golang服务的基本经验。宇哥多次指导，深表感谢。

使用涉及的工具有：

• go mod：搞定代码包管理

• go proxy：解决拉取内外仓库代码的差异问题

• gin：搭建基础Golang web服务的简洁框架

2.2.2 跑通第一个接口

万丈高楼从地起，我们进行了以下关键实践：

• 协程并行封装：

  避免每个人单独封装，单独调试的麻烦。

• 对接部署环境：

  封装build逻辑，实现打包编译、环境变量管理。

• 超时管理：

  进行区分环境的不同超时设置，包括框架超时和http调用超时；

  将connect超时和read超时区分开。

• 签名验签：

  解决前后端验签实现，解决http调用验签实现。

• 日志分级：

  完成warning、fatal、panic、access等日志的分封。

• 监控告警：

  利用日志收集到fast，通过看板和日志报警管理稳定性，最为重要的是内存监控和协程数监控。

• 单元测试：

  利用go test实现基础代码的单测，避免偶现bug在未来长时间内不定时跑出来，并产生灵异现象。

• local cache：

  在全局下发的一些公共数据上，可以达到比较好的加速效果。

• 环境区分：

  通过不同环境加载配置，实现环境隔离。

• 配置治理：

  将环境变量、命令行参数、配置文件统一规范为配置文件，保持单一入口和拉起程序的简化。

• 打包机联调：

  将环境差异干预配置到打包机，避免同一个文件在git仓库管理多个版本。

• Diff平台：

  通过diff工具进行接口字段对比，避免逻辑丢失和差异。

• 自动部署：

  通过CI平台的Jenkins来实现代码到测试环境的自动部署，快速提高bug的解决和验测节奏。

• 热编译：

  通过对开源项目gowatch的二次开发，实现了代码自动编译和附带工具运行，避免写一行编一次。

• 目录管理：

  主要分离了base、data、model、controller几层，最大限度保持大家写PHP的习惯迁移。

• 服务保活：

  和OP一起适配systemd服务，在服务宕机时可以秒起进程。

在我们完成第一个接口nearby的逻辑编码的过程中，以上80%的特性也一起附带实现了，整个过程为10个整天（对语言不熟悉的话，需要适当添加时间；剩下20%是陆续边改造边实现的）。另外7个接口的逻辑重构工作，就可以据此为模版展开了。

但此时接口还没有增加redis缓存，新接口延迟比老PHP接口明显高出一截。

2.2.3 优化接口

加缓存可能是接口优化最直接有效的手段了，而且成本一般都不是问题；但请神容易送神难。丢失的实时性很难找回，带来的问题很难定位。数据显示错误时，是哪一层缓存错了，没有谁能说得清。所以我们打算在不加缓存的情况下，去优化延迟。

Golang最大的特性是协程并发，所以我们迫不及待开始用协程来试试效果。

在nearby接口中，我们分析出了2层逻辑可并行的场景：

• getErshouList、getNewfangList、getZufangList实现并行

• SearchResblockHouseSell和GetResblockSell实现并行

这样一来，解决的延迟就轻松超过了100ms。

在后来的xiaoqu接口中，有更加优异的表现，整体实现了4层逻辑并行。

并行代码难写吗？并非如此。

封装一层是降低代码复杂度的有效武器；如果不是，就再封装一层。base包下实现一个GoWait方法，并行调用就会非常优雅：

关于缓存，我们斟酌再三，最后还是在房源列表增加了cache，理由为：

假如，用户在列表看到10条房源信息，当他点击第一条，进入详情页能看到最实时的信息，时效性是以详情页为准，所以体验没有问题；

当用户返回列表点击第二条时，列表未刷新，则列表展示的第二条可能已经过时；如果第二条已经被删掉，点击会出现404；删除的那条，用户不一定会点击；此时我们如果更新列表，则可能发生位置或者或多或少的变化，用户感受到了不稳定；

所以最终，我们在房源列表这里对列表房源信息增加了redis的cache，保证了底层页的时效性和列表页的稳定感。

2.2.4 性能收集

一个事物，如果你不能准确的观察它，那你就很难控制它。

Golang服务容易暴露出线程安全、panic、泄露、空指针引用等问题，最为常见的就是协程泄露。监控协程数，是区分协程泄露还是句柄泄露的关键举措。

其次是资源泄露，如果服务频繁宕掉，极可能是panic未捕获，或者内存过高引起的oom。panic的问题可以通过添加默认recover的方式解决。内存过高被杀会影响服务稳定性，好在内存不是一分钟就涨上去的，我们可以在达到一定限度时就开始介入，避免宕机才后知后觉。

幸运的是，Golang的runtime可以轻松实现协程数和内存（并非实际内存）的获取。利用fast天眼平台的看板视图，很容易就做到服务的监控走势图：

如果是每天周期性波动，可以暂时松一口气。部分边界问题可能后期暴露，从而打破平静，建议增加阈值告警，避免上升为故障才后知后觉。这方面已经有不少先例了，痛过的人自然明白。

2.2.5 配套工具

为了更好的保证golang服务的质量，尽早发现问题，我们还引入了以下工具，大家可以根据情况选用：

配合起来，就能够实现如图的连续编码体验：

大概就是三个节点的循环，体验跟PHP开发不相上下：

好的体验就能促就更多的人参与，目前项目里面5个人可以熟练进行Golang开发，新需求优先选择Golang服务实现。这样就不会因为个别人跑路而导致项目无人维护的了。大家都非常喜欢Golang这种标准、简洁、稳定、强大、易上手的语言。

2.2.6 灰度上线

这将是我们团队年度最重大变更之一，需要严格把控风险。把控风险最好的方式，就是将功能做成可灰度，避免一刀切。

我们在前端启动接口中下发配置，允许前端在命中灰度的情况下将调用域名切换到新接口。而新接口在调用方式上完全等同老接口，包括path、method、参数结构、验签、header规则。所以仅有域名差异，前端比较容易实现。

通过apollo实现离线配置，实时控制灰度程度。

当前端发现新域名不可用时，兜底使用老域名容错。

2.3 最终收益

通过此番改造，产生了以下效果：

• 稳定性提升0.02%左右

• 平均延迟降低15.6%

• TP90延迟降低37.5%

而这个收益是在我们没有利用redis来给业务模块大面积覆盖cache而损失时效性的基础上得到的，同时未来也会因为可以使用并行，从而接口延迟快速上涨的情况得到很大的遏制，从而也减少了因为延迟上涨到不可接受，而被迫进行的重构工作。

服务上线8个月以来，一直稳定运行，且保持了健康快速的迭代，没有故障，这让我们有底气将经验分享给小伙伴们。

2.4 进一步规划

使用公司统一框架，完成组件标准化。

3. 结语

Golang是一门比较新的语言，用好了可以在不明显增加负担的情况下，带来不错的效果。希望在能给业务带来明显收益的前提下，更多的项目能够试用，并从中尝到甜头。上到Web服务，下到框架、组件、中间件，Golang都有很不错的应用，前途看好。