當你在電商平臺秒殺商品或者在社交網絡刷熱門話題的時候，可以很明顯感受到當前網絡數據流量的恐怖，幾十萬商品剛開搶，一秒都不到就售罄；哪個大明星出軌的消息一出現，瞬間閱讀與轉發次數可以達到上億。作為終端用戶的我們可能會思考，服務系統是怎么在這樣嚴峻的流量環境中存活下來的。

其實，服務系統的架構中有許多巧妙的設計來應對這樣的問題，而在這其中，通常系統都會架設緩存系統，用以緩解海量訪問請求與數據帶來的沖擊，實現高性能訪問需求。

同時，隨著微服務與云等技術的發展，分布式架構的需求變得越來越普遍，再加上今天 Web 上的數據類型已經不再單一，而且數據量也呈爆發式增長，傳統的結構化存儲方案已經跟不上腳步，對數據庫的 SQL 操作不再滿足要求，于是 NoSQL 出現。將這幾種技術方案整合起來，我們可以設計出分布式 NoSQL 緩存系統，當前這一類系統有一些比較強大的開源方案，比如 Memcached 和 Redis，它們對整個服務系統的可用性、可擴展性與性能起到至關重要的作用。

騰訊最近開源了一個分布式 NoSQL 存儲系統 DCache，它的典型應用場景就在分布式緩存。根據官方介紹，DCache 基于 TARS 微服務治理方案，它支持 k-v、k-k-row、list、set 與 zset 多種數據結構，數據基于內存存儲，同時支持后接 DB 實現數據持久化。DCache 具備快速水平擴展能力，同時配套有 Web 運維平臺實現高效的運維操作。

舉個例子，當前微服務是一大趨勢，大家都在說要做微服務，它可以讓計算與存儲之間解耦，實現輕量級通信。微服務不需要管理生命同期，而作為系統組件的 Redis 則不然，“我們做服務架構設計時希望把邏輯層和數據層分離開來，但是如果使用 Redis 做緩存，緩存與DB之間的數據一致性問題，以及緩存不命中如何解決等問題都需要使用者在業務邏輯中做相關處理，這增加了一定的復雜度和難度，也增加了邏輯層和數據層的耦合度。”

另一方面，起初面對海量數據和高性能訪問需求，騰訊內部各個團隊其實都開發了各自的緩存系統，然而這些系統之間協議不統一、服務模型多樣化、不具有通用性容錯、擴展能力也參差不齊，所以團隊就著手研發了 DCache 這一套通用 Cache 系統，希望整體去解決業務、開發、運維和監控面臨的各種挑戰。所以也可以看到，目前 DCache 已經應用于騰訊內部多個業務上，包括 QQ 瀏覽器、應用寶、騰訊地圖、騰訊電腦管家、手機管家與騰訊游戲等。

SQL 是指數據庫的結構化查詢語言，它是數據庫的操作命令集，傳統的關系型數據庫都使用標準的SQL語句操作處理數據。分布式是軟件系統的一種架構模式，在分布式系統中，多個硬件或軟件組件分布在不同計算機上，彼此之間通過消息傳遞進行通信，對外表現為一個整體，提供統一化的服務。

有一種普遍的觀點是，數據庫 SQL 與分布式之間存在天然對立性，山寶銀的理解是：“分布式系統因為數據分散在不同的節點，所以像 SQL 的聯表、事務等操作需要全局的鎖保護，這樣處理起來比較復雜，并且影響性能。”

SQL 還有與 NoSQL 的取舍問題，NoSQL 是指一類數據庫，主要用于高性能處理超海量數據，它的一大特點是數據結構簡單，以key-value為主，數據之間非關聯，容易做水平擴展。從字面上看，NoSQL 似乎是與 SQL 對立的，做 NoSQL 似乎就意味著放棄 SQL，然而實際上 NoSQL 本意是 Not Only SQL，它不僅僅是 SQL，那么也就可以包含 SQL 的能力。“NoSQL 也不是一定就得放棄 SQL，其實在代理層可以增加 SQL 的解析、計算邏輯來實現 SQL 操作，但這樣會影響性能，所以還是看應用場景和業務需求。”

DCache 對外提供服務的粒度是 group，一個 group 負責一部分的數據分片，至于每個 group 服務哪些數據，是根據數據的 key 做 hash 映射后所處的范圍來確定的。DCache 會把數據的 key 通過 hash 算法映射到 0～4294967295 (unsigned int) 范圍內，然后把 0～4294967295 范圍均勻劃分到不同的 group 上。例如有兩個 group，key 做 hash 后的值在 0～2147483647 范圍就分發到 group1，在 2147483648～4294967295 范圍就分發到 group2。

在一個 group 內，采用主備架構，只有主節點接收讀寫請求，所以數據一致性是可以保證的，而當主機不可用時，會觸發主備自動切換，保證服務持續可用。我們疑惑 DCache 似乎強依賴于 etcd 與 TARS 等中間件，那它本身的核心特性與能力體現在哪里？此外，DCache 的分布式集群化、異地鏡像部署、容災容錯能力在實際線上應用中都會提供非常高的價值。

目前騰訊內部包括 QQ 瀏覽器、應用寶、騰訊地圖、騰訊電腦管家、手機管家與騰訊游戲在內的近百個業務都接入了 DCache，這些業務的體量之大可以想象，山寶銀補充：“除了提供的這一組簡單的數據，DCache 在高效可靠地支撐著近百個業務的運轉，日均調用量過萬億次，這也從側面說明了 DCache 在生產環境的性能與穩定性。”

而除了系統本身高性能、高擴展、高可用與數據安全的設計外，Web 可視化的高效運維平臺也成了 DCache 不可或缺的重要能力。基于內存的 NoSQL 存儲系統在運維上會產生巨大的額外開銷，它需要對相關技術進行深入理解，并且在緊要關頭果斷做出正確決策。