哈嘍大家好，我是咸魚

想必大家都聽說過 Instagram ，它是全球最受歡迎的社交媒體平臺之一，擁有數十億的活躍用戶

Instagram 誕生于 2010 年，上線一周就坐擁 10 萬注冊用戶，一年之內就擁有了 1400 萬用戶，可見擴張趨勢突飛猛進。

Instagram 誕生的時候只有 3 個工程師，想必大家對【他們怎么設計后端架構，使用了什么技術來支持這么多用戶】很感興趣吧

那么今天我們就來了解一下 Instagram 是如何在只有 3 名工程師的情況下擴展到 1400 萬用戶

原文：https://engineercodex.substack.com/p/how-instagram-scaled-to-14-million

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從 2010 年 10 月到 2011 年 12 月，Instagram 的用戶在一年多的時間里從 0 增加到1400萬，關鍵是他們只有 3 個工程師

這聽起來是不是很不可思議。據 Instagram 工程師透露，他們通過遵循下面 3 個關鍵原則并擁有可靠的技術棧來做到這一點：

• 讓事情變得非常簡單
• 不要重復造輪子
• 盡可能使用經過驗證的可靠技術

技術棧

Instagram 早期的基礎設施運行在 AWS 上，使用 EC2 和 Ubuntu Linux

EC2 是 Amazon 的云服務，它允許開發(fā)人員租用虛擬機

• 前端 APP

Instagram 最初在 2010 年作為 iOS 應用程序推出。由于 Swift 在 2014 年才發(fā)布，那 Instagram 應該是使用 Objective-C 和 UIKit 等其他語言的組合來編寫的

• 負載均衡

Instagram 使用了 Amazon 的 Elastic 負載均衡器（Load Balancer）。他們有 3 個 Nginx 實例，Nginx 之間會進行健康檢查以此保證服務高可用

當用戶請求到來時，每個請求會先經過負載均衡器，然后才被轉發(fā)到后端實際服務器

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• 后端服務

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Instagram 的應用程序服務器使用了 Django 框架，它是由 Python 編寫的，而 Gunicorn 是它們的 WSGI 服務器

WSGI （Web Server Gateway Interface）全稱 web 服務器網關接口，它會將請求從 web 服務器轉發(fā)到 web 應用程序

在批量管理和自動運維方面，Instagram 通過 Fabric 同時在多個實例上面并行運行命令，做到幾秒鐘內部署代碼

Fabric 是 Python 的一個模塊，基于 SSH 提供了豐富的交互接口，可以用來在本地或遠程機器上自動化的執(zhí)行 Shel l命令，非常適合用來做應用的遠程部署及系統(tǒng)維護

這些實例在超過25臺 Amazon High-CPU Extra-Large 機器上運行。由于服務器本身是無狀態(tài)的，如果需要處理更多請求時，便可以添加更多的機器

• 一般數據存儲

Instagram 使用了 PostgreSQL 來存儲數據，應用程序服務器將從 PostgreSQL 中提取數據，PostgreSQL 存儲了 Instagram 的大部分數據，例如用戶和照片元數據

PostgreSQL 和 Django 之間的連接通過 pgbouncer

pgbouncer 是一個 PostgreSQL 連接池

任何目標應用程序都可以像連接 PostgreSQL 服務器一樣連接到 pgbouncer，并且 pgbouncer 將創(chuàng)建到實際服務器的連接，或者重用其現(xiàn)有的連接

Instagram 對用戶的數據進行了分片，即使用代碼將幾千個“邏輯”碎片映射到幾個物理碎片，因為收到的數據量很大(每秒超過 25 張照片和 90 個贊)

但是在將數據寫入這組服務器之前，Instagram 必須解決如何為數據庫中的每條數據分配ID(唯一標識符)的問題

下面則是 Instagram 中每條數據 ID 包含的內容：

• 41 位表示時間（以毫秒為單位）
• 13 位表示邏輯分片 ID
• 10 位表示自動遞增序列，模數 1024。這意味著我們可以在每毫秒內為每個分片生成 1024 個id

Instagram 的數據分片和 ID 具體是怎么解決的小伙伴們可以看這篇文章：

https://instagram-engineering.com/sharding-ids-at-instagram-1cf5a71e5a5c

• 照片數據存儲

對于用戶的照片，Instagram 使用 Amazon S3 來存儲，并且使用 Amazon CloudFront 把照片快速提供給用戶

• 緩存

Instagram 使用 Redis 將大約 3 億張照片映射到創(chuàng)建它們的用戶 ID 進行存儲，所有 Redis 都存儲在內存中以減少延遲，并在多臺機器上進行分片。

通過一些巧妙的散列，Instagram 能夠在不到 5 GB 的內存中存儲 3 億個鍵映射

對于常規(guī)緩存，Instagram 使用了 Memcached。他們當時有 6 個 Memcached 實例。Memcached 相對容易疊加在 Django 上

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PostgreSQL 和 Redis 都使用了主從架構，并使用 Amazon EBS（彈性塊存儲）快照對系統(tǒng)進行頻繁備份

• 推送通知和異步任務

Instagram  使用 pyapns 來實現(xiàn)，Pyapns 是一個開源的、通用的蘋果推送通知服務(APNS)提供商

在后端，任務被推送到 Gearman，這是一個任務隊列，將工作分配給更適合的機器。Instagram 有 大約 200 名 Python 工作者使用 Gearman 任務隊列

Gearman 常用于多個異步任務，例如向用戶的所有關注者推送活動（發(fā)布的新照片）

• 監(jiān)控

Instagram 使用開源 Django 應用程序 Sentry 來實時監(jiān)控 Python 錯誤

Munin 用于繪制系統(tǒng)范圍的指標并發(fā)出異常警報。Instagram 有一堆自定義的 Munin 插件來跟蹤應用程序級別的指標，例如每秒發(fā)布的照片

Pingdom 用于外部服務監(jiān)控，PagerDuty 用于處理事件和通知