計算機科學(xué)軟件開發(fā)公司系統(tǒng)架構(gòu)實習(xí)報告一、摘要2023年7月1日至2023年8月31日，我在一家計算機科學(xué)軟件開發(fā)公司擔(dān)任系統(tǒng)架構(gòu)實習(xí)生。核心工作成果包括參與設(shè)計并實現(xiàn)了一個支持百萬級用戶并發(fā)的分布式緩存系統(tǒng)，通過引入分布式鎖機制將數(shù)據(jù)一致性問題解決率提升至98%，系統(tǒng)響應(yīng)時間優(yōu)化至平均200毫秒。運用了Java、SpringCloud、Redis等技能，并采用Kubernetes進行容器化部署，通過Prometheus監(jiān)控系統(tǒng)性能指標(biāo)。提煉出可復(fù)用的分布式系統(tǒng)設(shè)計方法論：基于一致性哈希算法優(yōu)化節(jié)點負(fù)載均衡，利用事件驅(qū)動架構(gòu)提升系統(tǒng)吞吐量，這些方法在后續(xù)項目驗證中使系統(tǒng)穩(wěn)定性提升30%。二、實習(xí)內(nèi)容及過程1.實習(xí)目的我想去軟件開發(fā)公司看看真實的系統(tǒng)架構(gòu)是怎么設(shè)計的，怎么落地到項目里的，想學(xué)點平時沒接觸過的東西，比如分布式事務(wù)、高并發(fā)處理這些，看看跟學(xué)校里學(xué)的有啥不一樣的地方。2.實習(xí)單位簡介我去的公司是做企業(yè)級SaaS服務(wù)的，客戶主要是金融和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，系統(tǒng)對穩(wěn)定性和性能要求挺高的。他們用Java和Go語言比較多，架構(gòu)上挺分散的，微服務(wù)用得挺早。3.實習(xí)內(nèi)容與過程第一周主要是熟悉環(huán)境，他們給我配了個導(dǎo)師，帶我看了幾個核心業(yè)務(wù)線的代碼。我負(fù)責(zé)的一個項目是用戶權(quán)限管理模塊，當(dāng)時系統(tǒng)用戶量已經(jīng)快到500萬了，但是查權(quán)限的時候偶爾會超時。導(dǎo)師讓我先分析慢查的原因。我用JProfiler抓了一下，發(fā)現(xiàn)是數(shù)據(jù)庫查詢語句沒優(yōu)化，有些權(quán)限數(shù)據(jù)直接用了全表掃描。我改用了物化視圖+索引組合，把查詢時間從800ms降到100ms以下，導(dǎo)師還挺滿意的。后面幾周我參與了一個新功能的設(shè)計，要支持動態(tài)路由?？蛻粢笮鹿δ苌暇€不能影響老系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我就琢磨怎么搞灰度發(fā)布。最后用了SpringCloud的Ribbon配合Nacos來做流量分配，先放1%的流量跑，沒問題再慢慢加。上線那天監(jiān)控顯示錯誤率不到0.1%，比預(yù)期低不少。遇到的一個坎是剛開始寫分布式鎖的時候，用Redis自帶的setnx實現(xiàn)，結(jié)果在高并發(fā)下偶爾會出現(xiàn)鎖丟失。后來查資料才知道，得用Redlock算法，至少得同時操作三個Redis節(jié)點才保險。我花了兩天時間把代碼全重構(gòu)了，還寫了壓測腳本，發(fā)現(xiàn)錯誤率從千分之幾降到了百萬分之五。4.實習(xí)成果與收獲完成了權(quán)限模塊的優(yōu)化，現(xiàn)在QPS能扛到2萬以上。另外那個動態(tài)路由功能也上線了，客戶反饋說比他們之前用的方案穩(wěn)定多了。收獲最大的還是學(xué)會怎么用工具解決實際問題，像Jaeger追蹤鏈路、Prometheus+Grafana看監(jiān)控這些，以前在學(xué)校寫代碼哪有這么多細(xì)節(jié)要考慮。5.問題與建議公司的培訓(xùn)機制其實可以再完善點，比如新人入職第一天就應(yīng)該發(fā)一套標(biāo)準(zhǔn)化的開發(fā)環(huán)境配置文檔，我這周就花了兩天時間弄好IDE。另外崗位匹配度上，我來的第一天以為會接觸很多底層架構(gòu)，結(jié)果實際工作更偏業(yè)務(wù)層面，要是提前說清楚就好了。建議可以搞個實習(xí)生周會，每周抽一小時分享項目經(jīng)驗，這樣能少走不少彎路。三、總結(jié)與體會1.實習(xí)價值閉環(huán)這8周，從2023年7月1日到8月31日，感覺就像把學(xué)校里那些抽象的架構(gòu)設(shè)計理論，一個個具象化到真實項目里。比如我參與的權(quán)限模塊優(yōu)化，改前查一次權(quán)限要800ms，改后降到100ms，這差值不是紙上談兵。我用了JProfiler定位到是SQL沒寫好，改了索引策略還加了緩存，最后上線驗證QPS能到2萬以上。這種把問題拆解、動手解決、最終看到數(shù)據(jù)變好的過程，是學(xué)校里模擬實驗給不了的。導(dǎo)師跟我說，設(shè)計架構(gòu)不能只看理論，得懂?dāng)?shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、中間件這些底層，這次才真切體會到。像分布式鎖那事，開始用Redissetnx踩坑，鎖偶爾丟失，查資料發(fā)現(xiàn)Redlock算法需要至少3個節(jié)點，這讓我明白實踐和理論的差距。后來重構(gòu)代碼，自己寫腳本壓測，錯誤率從千分之幾降到百萬分之五，雖然數(shù)字不大，但那種把風(fēng)險控制在極低水平的成就感，是挺寶貴的。這8周最大的收獲，就是學(xué)會了怎么用專業(yè)工具鏈去解決實際問題，像Jaeger追蹤鏈路、Prometheus看監(jiān)控這些，以前只是知道名字，現(xiàn)在會用得比較熟練了。2.職業(yè)規(guī)劃聯(lián)結(jié)這次實習(xí)讓我更清楚自己想做什么了。之前想學(xué)底層，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)架構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計更吸引我。比如我參與的動態(tài)路由功能，客戶要求不能影響老系統(tǒng)，我用了SpringCloud的Ribbon+Nacos做灰度發(fā)布，上線后錯誤率控制在0.1%以下，這種既要懂技術(shù)又要考慮業(yè)務(wù)影響的工作，我覺得很有挑戰(zhàn)?；厝ブ蟠蛩阆到y(tǒng)學(xué)學(xué)微服務(wù)治理這塊，可能考個AWS或AKS的認(rèn)證，這些實踐經(jīng)驗在簡歷上肯定比空談理論更有說服力。還發(fā)現(xiàn)做架構(gòu)師除了技術(shù)能力，溝通協(xié)調(diào)也很重要。比如我優(yōu)化權(quán)限模塊時，要跟前后端開發(fā)、測試、運維都對接，確保改動不破壞其他模塊。這讓我意識到，以后學(xué)技術(shù)不能只埋頭寫代碼，得學(xué)會怎么跟人合作，怎么表達(dá)自己的想法。3.行業(yè)趨勢展望在公司接觸的項目，感覺現(xiàn)在企業(yè)級SaaS越來越重視分布式和云原生了。像我這項目用Kubernetes容器化部署，用Nacos做服務(wù)發(fā)現(xiàn)，明顯能感覺到業(yè)界在快速擁抱這些技術(shù)。我也看到不少公司還在用比較傳統(tǒng)的單體架構(gòu)，但性能和擴展性上已經(jīng)落后了。這讓我覺得，學(xué)校里學(xué)的分布式理論、容器化知識太重要了。最近在看一些開源項目，比如etcd、Consul，感覺這些基礎(chǔ)組件的原理必須學(xué)扎實，以后做架構(gòu)師才能靈活運用。另外還發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在大廠對系統(tǒng)穩(wěn)定性要求極高，很多公司都在搞混沌工程。我實習(xí)那會兒看到他們用混沌CD發(fā)布版測試服務(wù)熔斷效果，覺得挺酷的。這可能就是未來的趨勢，做架構(gòu)師不能只考慮系統(tǒng)跑不跑，還得考慮怎么讓它跑得更穩(wěn)。4.心態(tài)轉(zhuǎn)變以前在學(xué)校寫代碼，跑不通就改改再試，現(xiàn)在實習(xí)了才知道真實環(huán)境復(fù)雜多了。比如權(quán)限模塊優(yōu)化，第一次提交測試環(huán)境時發(fā)現(xiàn)還有邊緣情況沒覆蓋，改了幾次才全部搞定。這讓我明白，做架構(gòu)師必須得有責(zé)任心，一點小問題可能就影響整個系統(tǒng)。還有抗壓能力，那周連續(xù)加班到晚上11點，第二天又得早起開會，但想到自己的優(yōu)化能讓系統(tǒng)性能提升這么多，就覺得值了。這種從學(xué)生到職場人的心態(tài)轉(zhuǎn)變，是這次實習(xí)最大的成長。未來打算把實習(xí)中用到的那些工具再深挖一下，比如Prometheus的Alertmanager怎么配置，Jaeger的采樣策略怎么調(diào)，這些都能讓監(jiān)控更完善?？赡芟聦W(xué)期就報個AWS認(rèn)