京东零售系统在2018年实现前中台架构的调整与划分。中台实现基础服务组件开发，前台主要对接用户请求，通过对中台RPC数据的聚合，来满足用户多样化需求。其前台系统又分为首页系统、单品系统、搜索系统、列表系统、订单系统等等。
作为PC首页研发，本文主要讲解PC首页的技术实现。
PC首页业务逻辑从最初的模板渲染，到后来的SSI模块加载以及现在的前后端分离。开发语言也从之前的ASP、PHP逐步过渡到以LUA为主的技术框架。通过技术迭代升级，首页页面打开速度从之前的200ms缩减到30ms内，API性能从之前的500ms优化至100ms左右。
京东零售系统，每天承载着亿万网民的购物需求。PC首页又是京东商城的一级入口，所以系统必须达到以下3方面要求：页面完整性(容灾、兜底、降级)；流畅的加载速度(高并发、页面加载优化、API加载优化)；监控&告警。
下面将根据系统设定目标逐步讲解首页系统实现方案。
1.页面完整性
页面完整性指任何时候访问页面均需呈现正常的页面样式，不得出现天窗以及非200状态码(40x、50x等)。如下图楼层，若将单模块缺失直接呈现给用户，将导致页面天窗，影响体验。在单模块异常时，系统可对整楼层隐藏操作，优先保证页面完整显示。
接口的降级：如下图所示，正常情况接口通过读取Cache、RPC数据、兜底Cache提供服务。但如果Cache和RPC服务均异常，接口的响应时间就大大浪费在前两阶段（10ms+100ms）。为了避免此情况的发生，系统通过配置中心（蜂巢系统）设置降级开关，当系统感知降级开关打开时，将直接读取兜底Cache，保证API的响应速度。
终极容灾（页面CDN兜底）：在2016年，启动“永不消失的首页”项目，即不论情况如何极端（包括Redis服务异常、服务器异常、RPC异常、网络异常等等），系统均可快速响应并切换至历史页面来保证页面完整。
为实现历史快照，项目借鉴爬虫技术，定时抓取PC首页的完整数据，并将快照数据推送至静态服务器。当监控到系统异常时开启降级开关将页面及时回滚至特定历史版本。此降能绕开正常的服务流程，直接读取兜底的静态资源。具体流程如下：
结合业务场景，京东首页在2015年开始调研并尝试使用OpenResty服务，基于NGINX的异步事件模型以及高性能的脚本语言LUA，OpenResty完美胜任京东首页的高并发场景。经过近几年的沉淀，OpenResty成为京东首页的基础架构，也以此沉淀了OpenLua开发框架。
并发请求：每个API都会涉及多个上游RPC服务，为了避免串行请求带来的耗时累加，系统将每个上游RPC封装成单个子API服务，然后通过ngx.location.capture_multi命令实现并发请求来优化API耗时。
磁盘IO优化：为了减少磁盘io，系统日志模块使用批量写入策略来减少磁盘io的消耗。在OpenResty中每个请求（包含自请求）都会初始化一个 ngx.ctx全局表，首页应用将当前请求在不同阶段产生的日志内容统一写入ngx.ctx.Log表中，并在log_by_lua*阶段统一触发io操作将日志写入文件系统。
图片优化：电商系统页面会引入大量的图片，虽然图片系统引入CDN服务，但单个域在高并发的时候依然会有堵塞。为了解决单域问题，我们将图片部署到多个域上，例如img10.360buyimg.com、img11.360buyimg.com、img12.360buyimg.com等等。但多域会叠加DNS解析耗时，此时页面可以引入预解析指令(dns-prefetch)来减少dns的解析时间，提高图片加载速度。另外使用懒加载也是优化的一个技巧。
3.监控&报警
原有的报警信息通过 “系统日志->研发->产品->运营”的方式层层传递，不但处理问题时效长，而且占用研发资源。为了简化报警流程，现有系统直接将报警信息同步给产品&运营，减少信息流通环节，提高效率。
增加报警逻辑的同时不影响系统性能，系统通过异步非阻塞的ngx.socket.tcp组件实现消息同步。具体流程为系统将日志通过ngx.socket.tcp组件传递给分布式任务，分布式任务通过异步方式将日志同步到Elastic集群。报警系统根据报警规则触发报警信息发送。（注：使用ngx.socket.tcp组件请合理使用连接池，避免频繁建立连接）
小结
随着首页系统的迭代升级，团队沉淀了蜂巢系统平台以及OpenLua框架。蜂巢系统通过积木赋能、组件化思想搭建，可快速响应业务需求。OpenLua框架实现Lua的MVC分层结构，并融入京东内部组件，在满足API性能的同时提升开发效率。
继续前行，永不止步。在之后的的研发道路上，将继续沉淀业务需求，强化组件化、标准化思想，深耕蜂巢系统、OpenLua框架，使之更加灵活、高效、易用。
