2016 年 Google I/O 大會上，Google 徹底改造了 Firebase 這個 realtime database，將文件存儲、推送、統(tǒng)計等眾多開發(fā)者服務(wù)打包到一起，使之成為了下一代的云計算平臺。在此之前，云計算領(lǐng)域的標(biāo)桿企業(yè) Amazon，也于去年推出了 MobileHub 產(chǎn)品，將 Amazon AWS 原來的單項(xiàng)服務(wù)統(tǒng)合起來，提供應(yīng)用開發(fā)的一站式解決方案，并且在今年年初，又推出了一個名為 Lambda 的新服務(wù)。
說起云計算，大家比較熟悉的有 IaaS、PaaS、SaaS，對于上面的新形態(tài)，業(yè)界給它取了一個新名字：BaaS（Backend as a Service），是說將產(chǎn)品開發(fā)中所有后端的需求，通過統(tǒng)一的云平臺來解決，這樣產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)只需要關(guān)注客戶端的開發(fā)，重點(diǎn)打磨用戶體驗(yàn)，快速、高效做出更好的產(chǎn)品。
理想是美好的，但是現(xiàn)實(shí)中這都行得通嗎？我們知道，業(yè)務(wù)的需求千變?nèi)f化，一個統(tǒng)一的云平臺，一套代碼，真能解決所有問題嗎？如果能，又是怎么做到的呢？筆者這里就這些技術(shù)細(xì)節(jié)來跟大家做一個探討。
后端服務(wù)其實(shí)也是高度模式化的
提起后端開發(fā)，我們最先想到的可能就是 LAMP（Linux＋Apache＋MySQL＋PHP） 技術(shù)框架，從系統(tǒng)架構(gòu)上來看，一個典型的業(yè)務(wù)系統(tǒng)至少包含如下三部分：
在業(yè)務(wù)發(fā)展的過程中，我們工程團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了大量的精力，解決的都是「擴(kuò)展」和「容錯」這兩個問題，對于核心架構(gòu)卻絕少改變。
同時，因?yàn)槊總€產(chǎn)品具體業(yè)務(wù)不一樣，所以客戶端和 App Server 的交互內(nèi)容千差萬別，但有兩點(diǎn)是基本一致的：
- 交互協(xié)議，基本上都是基于 HTTP(S)。
- 盡管數(shù)據(jù)格式千差萬別，但是「數(shù)據(jù)」本身是一樣。
不論 App Server 內(nèi)又細(xì)分了多少個模塊與子服務(wù)，它總是將客戶端傳來的數(shù)據(jù)，結(jié)合業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行處理，并最終持久化到 Database。所以這就給了我們一個啟示：如果我們的云平臺能支持任意數(shù)據(jù)的增刪改查，而數(shù)據(jù)本身由應(yīng)用自解析，這樣就能解決大部分產(chǎn)品的后端問題了。所以我們選擇了「JSON Object」這一相當(dāng)寬松的數(shù)據(jù)模型，作為客戶端和云端交互的唯一格式要求，我們并不關(guān)心里面有多少屬性、取值如何，而且我們也不理解具體的數(shù)據(jù)含義。現(xiàn)在我們通過這樣的方式來提供通用的后端結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲服務(wù)：
這樣，應(yīng)用開發(fā)者可以將任意的數(shù)據(jù)存儲到云端，例如我們要實(shí)現(xiàn)一個類似于微博的社交 App，主要有三類數(shù)據(jù)：賬戶、帖子、評論，一條微博帖子可能包含下面幾個屬性：
{
"content": "每個 Java 程序員必備的 8 個開發(fā)工具",
"pubUser": "LeanCloud官方客服",
"pubTimestamp": 1435541999
}
無需提前創(chuàng)建表格、指定 schema，這樣的數(shù)據(jù)可以直接存入 BaaS 云端（JavaScript 的示例代碼如下）。
var Post = AV.Object.extend('Post');// 聲明類型
var post = new Post();// 新建對象
post.set('content','每個 Java 程序員必備的 8 個開發(fā)工具');// 設(shè)置發(fā)布內(nèi)容
post.set('pubUser','LeanCloud官方客服');// 設(shè)置發(fā)布者信息
post.set('pubTimestamp',1435541999);// 設(shè)置時間戳
post.save().then(function (post) {
console.log('objectId is ' + post.id);
}, function (error) {
console.log(error);
});// 保存到云端
客戶端和云端交互的問題解決了，而要構(gòu)建一個能支持大量應(yīng)用的統(tǒng)一平臺，在 App Server 端，我們還有大量的開發(fā)工作要做。就 LeanCloud 來講，我們后端系統(tǒng)的核心架構(gòu)如下：
這里重點(diǎn)要解決如下幾個問題：
- 如何支持任意對象的存儲。因?yàn)槊總€應(yīng)用的 domain class 都各不相同，我們需要能統(tǒng)一存儲到一個集群里面去，這就需要后端存儲系統(tǒng)支持 schema free 的特性，能夠隨時應(yīng)對新結(jié)構(gòu)、屬性的追加，而同時我們又要保證現(xiàn)有數(shù)據(jù)的 schema 不能遭到破壞。我們的存儲集群綜合使用了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（MySQL）、NoSQL 數(shù)據(jù)庫（MongoDB）以及 Hadoop/Hbase 等開源系統(tǒng)來完成這一需求。
- 如何保證應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)隔離。在我們的存儲系統(tǒng)里，我們?yōu)槊恳粋€應(yīng)用建立了單獨(dú)的「Database」，以保證應(yīng)用之間數(shù)據(jù)是物理隔離的，同時我們所有的數(shù)據(jù)請求都需要帶上應(yīng)用標(biāo)識，在開發(fā)者沒有明確設(shè)置共享的情況下，跨應(yīng)用的數(shù)據(jù)訪問是絕對禁止的。
- 如何保證數(shù)據(jù)安全。我們做了多方面的努力，來保證各應(yīng)用的數(shù)據(jù)安全：
- SSL 加密傳輸。我們所有的 API 請求都通過 SSL加密傳輸，保證傳輸過程中的數(shù)據(jù)安全性和可靠性。并且，我們的 iOS／Android SDK 還加入了防范中間人攻擊的措施，徹底排除網(wǎng)絡(luò)抓包和嗅探的威脅。
- 身份鑒別（Authentication）。我們云端對客戶端發(fā)過來的每一個請求，都進(jìn)行了身份鑒別（Authentication）和訪問授權(quán)（Authorization）的嚴(yán)格檢查。BaaS 平臺為每一個應(yīng)用準(zhǔn)備了標(biāo)識信息（應(yīng)用 id 和應(yīng)用 key），在每一次網(wǎng)絡(luò)請求中，我們都要求 SDK 帶上 app 標(biāo)識信息（鑒權(quán)簽名），以此來對請求發(fā)起方進(jìn)行身份鑒別。
- 訪問授權(quán)（Authorization）。Authentication 解決的是冒名訪問的問題，Authorization 則對一個合法用戶的操作進(jìn)行權(quán)限檢查，以保證登錄者不能看到或者破壞 ta 本沒有權(quán)限操作的數(shù)據(jù)。BaaS 平臺對每一條數(shù)據(jù)都提供「ACL」（Access Control List，訪問控制列表），以供開發(fā)者進(jìn)行更細(xì)粒度的控制。
- Web 應(yīng)用安全域名。在通用的兩層鑒權(quán)機(jī)制之外，我們額外增加了 Web 應(yīng)用的安全域名設(shè)置，以此來對請求來源進(jìn)行限制，防御住 Web 應(yīng)用的服務(wù)器資源盜取問題。
- 其它安全措施。我們還有更多的安全選項(xiàng)和數(shù)據(jù)備份設(shè)置，具體可以登錄我們的 BaaS 平臺了解更多。
- 如何應(yīng)對大流量、保證高性能。壓力和性能看起來是一對矛盾，但其實(shí)它們是一個硬幣的兩面，我們討論性能的時候都需要明確是在多大的訪問壓力下得出的。為了保證在流量增長的情況下，還有出色的性能，我們在架構(gòu)設(shè)計上對 scale up／scale out 做了很多努力，譬如，內(nèi)部系統(tǒng)都盡量采用微服務(wù)的架構(gòu)，使用 Apache mesos／marathon／Docker 和自動化運(yùn)維技術(shù)來管理資源池并實(shí)現(xiàn)自動擴(kuò)展，等等。
業(yè)務(wù)邏輯千差萬別，通用平臺如何解決特定需求
大家可能會覺得，上面的方案只解決了基本的數(shù)據(jù)增刪改查的問題，并不能覆蓋復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯。例如我是一個網(wǎng)商產(chǎn)品，消費(fèi)者下單購買了某個商品，后臺除了需要生成訂單、更新庫存之外，還需要能通知到物流等其他環(huán)節(jié)，這時候怎么辦？
我們提供了代碼擴(kuò)展的功能——云引擎。這是一個給后端 Web 開發(fā)者的零管理計算平臺，使用方式上與 AWS 的 Lambda 一樣，開發(fā)者自己用 Node.js / Python / PHP 等語言實(shí)現(xiàn)自己的核心業(yè)務(wù)邏輯，然后部署到 BaaS 平臺的獨(dú)立容器中，就可以完成一些特定的業(yè)務(wù)需求了。開發(fā)者無需關(guān)心具體的代碼部署、負(fù)載均衡以及平行擴(kuò)展，都由 BaaS 平臺來保證的，所以說這是一個「零管理」的計算平臺。
開發(fā)者可以使用云引擎來完成如下功能：
- 定義新的函數(shù)，供客戶端直接調(diào)用，完成特定的業(yè)務(wù)邏輯，以此來自由擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲的標(biāo)準(zhǔn) API 接口；
- 定義 Hook 函數(shù)，響應(yīng)特定事件（譬如某類數(shù)據(jù)被修改、被刪除等），完成各種關(guān)聯(lián)操作，其作用類似于數(shù)據(jù)庫的存儲過程或 trigger。
- 甚至，還可以用來進(jìn)行網(wǎng)站托管，這就和大家熟知的 App Engine 差不多了。
為了保障性能，在云引擎中我們也提供云緩存（類似于 memcached、redis）等服務(wù)，這樣方便開發(fā)者輕松實(shí)現(xiàn)各種個性化場景功能。
結(jié)論
使用第三方云服務(wù)已經(jīng)是大勢所趨，在新的產(chǎn)品開發(fā)流程里，我們希望讓更多的團(tuán)隊(duì)忘掉「infrastructure」，能夠集中精力在解決用戶的問題，而不要浪費(fèi)時間在打造「又」一個復(fù)雜的后端系統(tǒng)。
