4982亿背后的前端技术—2020天猫双11前端体系大揭秘
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今年是一个充满不确定性的年份,大环境上新冠肆虐、中美贸易战,双十一整体节奏也从之前的“光棍节”到今年的“双节棍”,具体业务上也有很多变化和调整,应了阿里的土话“唯一不变的是变化”。面对这些变化,是挑战也是机会,我们要做的就是,“既要”高效支撑保障业务先赢,“又要”确保体验和稳定性带给用户极致体验,“还要”追求创新让前端持续演进。为了实现“既要、又要、还要”,包括技术方案、流程机制、人员组织等各方面都进行了大量的设计和保障。最终第一次双峰的双十一圆满结束,淘系前端也实现了自己的目标,包括应用大量优化手段和创新方案带来业务转化提升;将FaaS、PHA、ESR等技术应用在更多场景,分别向服务端、客户端、CDN节点进一步拓展了前端的能力和边界;应用视觉还原、一体化研发等提升研发效率,大幅缓解资源瓶颈等等。下面会整体介绍一下淘系前端在今年双11的思考和沉淀,希望对大家有所助益。后续也会有各个专项的系列文章,希望大家持续关注。

变化 & 挑战

今年的双十一,首先感受到的就是源源不断的变化。

单峰变双峰:双十一从之前的一个波段变成今年的两个波段,大促的三个阶段预售、预热、正式也都对应的翻倍。首先带来的是研发工作量的大幅增加,在时间排期不变、工作量增加、人员不变的情况高效的完成需求研发是第一重挑战;其次面对6个阶段的状态变化,如何保持准确切换、稳定运行、体验流畅是在双峰期间要重点保障的内容;最后面对超过20天的超长作战期,安全生产、人员状态保持、快速反应都需要有强力的组织和机制进行保障。

图:双十一节奏

首页大改版:最新的淘宝首页首屏内容有颠覆性的变化,比如首屏内容简化,推荐提前,频道作为内容嵌入推荐等。各个业务在缺少固定的流量入口的情况下,包括运营策略、产品策略、设计方案、技术方案都需要积极调整。同时在各个场景的推荐能力也需要持续增强,今年双十一通过将坑位数扩展到1000+,理论可达无限扩坑;通过智能UI提升用户点击率。

图:手淘版本对比

业务变化:业务创新和新玩法层出不穷,包括mini详情、旗舰店、价格表达、笔笔返、芝麻购等在内的很多业务都是全新的表达、颠覆式的升级。即是业务上新的尝试,在技术上也要解决架构选型、对账、一致性表达、排期等问题。

做好本职

首先要做的就是做好本职工作,保障需求研发和稳定性。需求研发方面,我们通过D2C实现了大部分UI模块自动开发、通过建设Eva互动体系降低互动研发成本、通过Serverless的一体化研发提升研发和运维效率,使前端不再成为资源瓶颈。稳定性上,也通过一系列机制和工具体系进行保障。同时增加一块大家平时可能不太关注的资损防控的策略和方案。

D2C研发提效

去年双十一我们设立了研发效率专项,核心就是通过 设计稿生成代码(Design to Code, D2C)平台 Imgcook 来提升研发效率。最终在去年的双十一大促会中承接了 78.94% 的新增模块代码自动生成,代码可用率达到 79.34%。

今年前端智能化助力前端研发模式升级,数个 BU 共建前端设计稿识别算法模型和数据集,设计稿生成代码技术体系全面升级,如对 UI 多态、直播视频组件、循环的智能识别增强等。今年双十一会场承接了 90.4% 的新模块代码智能生成,代码可用率达到 79.26%(对比去年升级设计稿智能检查能力,视觉稿无需人工辅助调整)。得益于D2C的研发提效,今年并没有出现往年借调资源投入会场开发的情况。相比传统模块开发模式,使用设计稿生成代码技术后编码效率(模块复杂度和研发耗时比值)提升68%,固定人力单位时间模块需求吞吐量增加约 1.5 倍。

图:D2C操作流程

互动研发升级

在电商领域,互动是一个重要的用户增长方案,在提升用户黏性、活跃以及拉新上都发挥着重要的作用。今年双11,淘系互动团队推出了“超级星秀猫”,我们不盖楼、不开车,全民参与养猫出道,3只风格各异的萌猫咪一经问世,瞬间俘获了无数消费者的心。通过 EVA 互动体系一整套解决方案,大幅提升研发效率,支撑全民养猫猫在手淘、猫客、支付宝等多个 APP 互通。借助客户端能力及 EVA 互动体系将性能与内存良好控制,让多数用户体验高清稳定的互动,实现 0 故障及秒开,同时星秀猫参与人数再创新高。后续的系列文章将具体阐述淘系互动前端团队是如何做到双11互动又快又好又稳,内容涵盖互动基础、EVA研发体系和全局稳定性方案3个方面。

图:互动效果图

Node FaaS一体研发

Serverless云+端研发模式通过打通页面代码和服务代码进行一体研发,使得前端可以从前台页面到后端服务完整支撑,节省中间沟通和联调成本。在天猫榜单以及V榜的落地,使得双11 Node FaaS 相关业务整体研发效率提升38.89%。行业导购双十一需求也在云+端的新模式下支撑外包快速入场,使得整体提效约20%。

稳定性保障

稳定性保障贯穿从项目启动到结束的整个双十一周期,下面从几个重点方面进行简单的介绍:

变化评估:每年的双十一都是站在巨人的肩膀上,都经过了上一次双十一的考验。主要的风险就变成新增的部分以及变化的部分,这里的变化既包括技术上的变化也包含人员上的变化。要做到对变化的充分评估,在99大促进行验证,并且保证99大促后不再进行变化,以一个稳定的状态迎接双十一。

压测:首先要进行流量评估,借鉴去年数据的同时结合今年的变化,进行相应的机器、带宽等资源准备。完成单线路压测,保证在预估流量模型下,自己的服务和上下游都能够运转正常。进行全链路压测,核心验证在0点高峰时各业务并发的情况的运转情况,尤其是一些底层公共服务,以及优先级的保障情况。

兜底&预案:兜底一般指在大流量或其他不可控因素的情况下,如何将用户体验和业务损失降低到最小。预案需要评估可能遇到的各种情况,以及对应的处理方案。

验收:功能预演,按照用户的所有使用路径进行操作,目前这个工作仍是人工。时间穿越,将页面和系统的状态都调整为活动时间来验证,需要打通上下游的各个系统并形成联动。机型验收,基本分为高端机、中端机、低端机,分别进行验收,很多业务都需要针对低端机做功能降级。稳定性验收,单独页面的性能和稳定性各自保障,但业务叠加后很可能存在问题,尤其像会场、互动、直播、旗舰店等内存消耗大户,互相之间都有引流,切换后很难保证,需要整体全链路验收。

变更&应急:历次的故障数据表明,大部分的问题都是由于变更导致的,如何做好变更管控尤为重要。根据时间分为弱管控、强管控期;根据业务等级分为集团核心应用、BU核心应用、非核心应用等;建立变更的CR和审批的机制。应急主要指在核心活动期间,问题、舆情、故障等流转机制,针对问题发现、定位问题、修复问题时间作出要求,不同等级如何决策作出安排。

监控:淘系前端持续进行监控能力的建设和升级。需要保障大促高峰的可用性以及报警的实时性,覆盖所有的业务场景。针对越来越复杂的场景,需要端到端的监控和数据分析平台。灰度过程缺少度量和定点监控。根据这些问题和需求,jstracker提供了安全生产的整体解决方案,打造端到端的前端监控与数据分析平台,打造实时监控、多端覆盖、数据分析、智能化的数据平台。同时根据页面情况、错误日志、源站数据、FaaS日志等打造了双十一的前端数据大盘。

资损防控

一直以来前端资损防控是平台非常薄弱的一环,前端触发的资损和舆情问题不在少数。之前全靠开发同学的经验和意识来保证,缺少体系化的资损防控能力。去年开始组织了团队层面的集中筛查和人工预演,对人力和时间的消耗非常巨大,并且很难保证质量并进行积累和沉淀。所以为了能有一种成本更低、预防效果更好的方式进行资损防控,2020年 S1 伊始,就重点对资防做相关产品化的设计和实现。同时今年也重点增加了商家、运营中后台侧的资损防控。

我们将资损防控氛围了三个阶段,研发阶段、操作阶段、运行阶段。研发阶段给存在资损风险的仓库打标,将常规的价格、优惠、默认文案等case进行枚举,通过静态扫描、UI测试用例扫描等方式进行防控。操作阶段,主要是指商家、运营进行优惠、权益等设置的阶段,通过表达方式统一(避免5折、0.5折造成理解差异)、二次确认、限定边界值、低价预警等进行防控。运行阶段有快照对比、服务端数据对账等方式,运行阶段的防控相对滞后,发现时很大概率已经造成实际的影响。

然而,目前仍是预防为主,不能百分之百保障没有资损故障发生,接下来我们还在构思链路级别的、生产环境上的防控手段,建设一些告警和自动止血为平台保驾护航。

业务价值

做好本职的基础上,我们希望给业务带来增量价值。本章从会场性能优化提升转化、基础链路新方案提升转化、唤端技术定制策略提升精准率、智能UI为不同人群提供不通过UI提升点击等4个方面来介绍。

性能提升

会场是每年双十一的主角之一,会场的用户体验自然也是每年最关注的点。在日趋复杂的业务需求下,如何保障我们的用户体验不劣化甚至能更优化是永恒的命题。今年分别使用了预渲染方案和SSR方案进行优化,首先是重新定义了秒开的标准,从原来的前端时间升级到从用户点击经过跳转到页面可视的时间,增加了客户端路由、webview启动等时间,使体验的衡量更贴近用户真实的体感。覆盖了包括主会场、行业会场、外投会场等数十个场景。

预渲染

预渲染是在今年双11会场中使用的技术方案,用于提升用户打开会场的体验。将原有H5页面渲染流程中的WebView的初始化、页面资源加载、部分JS的执行等耗时的操作,提前执行,在离屏状态下完成页面“渲染”。当用户真正点击进入会场的时候,复用这个提前“渲染”的页面,大大节省打开会场的时间。用户打开会场的整体平均耗时缩短了200ms~700ms左右,秒开率提升10%-14%。优化对中低端机绝对收益更高,已实现在低端机上实现秒开会场。让用户逛会场体验更流畅了,尤其中低端手机效果更加明显。在后续的文章也会讲述包括预渲染、数据快照、并行请求等性能优化方面的实践与思考。

图:中低端机型预渲染效果对比图

SSR

今年在不改变现有架构,不改变业务的前提下,在会场上使用了 ServerSideRendering 技术,将秒开率提高到了新的高度(82.6%);在用户体验得到优化的同时,业务指标如点击率等也有明显的增长,带来了不错的业务价值。后续的系列文章汇中会详细介绍前端在解决工程化、业务效果评估上的具体实践与方法论;服务端在解决前端模块代码于服务端执行、隔离和性能优化上的思考和方案。

图:中低端机型 SSR 效果对比图

基础链路

基础链路是电商核心的链路,包含首页、商品详情、微详情、交易(下单、订单、购物车、支付成功)、信息流、我的淘宝等基础业务。现有的技术方案是手淘内使用Native版本,追求极致的体验和稳定性;站外流量、包括支付宝在内的阿里系App使用H5版本,追求灵活性和可用性。随着支付宝容器化体系的完善,在其他App中的内聚,基础链路新的容器化版本具备了孵化的土壤;同时H5的一些弊端,比如资源都在远端、Native能力使用限制等也可以得到优化。

借助之前的“新奥创”和“DinamicX”方案(主要解决业务定制以及安卓、iOS、H5的三端一致,实现一处开发、三端生效),容器化版本得以快速扩展,实现四端一致。性能数据上,加载时间对比H5版本有2s的提升,基本达成秒开的目标;业务数据上,容器化版本对比H5版本UV转化率提升70+%。

目前已覆盖支付宝、特价版、优酷、高德、淘小铺、一淘等App,以及通过百川SDK集成在众多外部媒体App。业务上也接入了每日必抢、大牌直降、淘宝特价、淘宝直播、百川媒体、优酷、小铺、轻店、花呗等业务。

唤端技术

随着流量见顶、电商大战进一步升级,如何做好用户增长是各大公司必须完成的命题。用户增长涉及的面非常广泛,今年淘系前端聚焦在唤端技术,即外部流量拉起手淘App的技术体系。唤端技术的门槛很低,简单到只需要拼一个类似 URL 的 scheme 就可以触发唤端。唤端技术又很复杂,不同的渠道、不同的OS、不同的 App 都有可能针对唤端协议有限制,并有各种各样的兼容性问题;唤端链路中不同业务可能都有自己的业务定制需求,例如参数的透传;唤端链路的效率更是被关注的核心点,不同场景不同业务在效率上可能都不一样,因此还需要对唤端效果进行监测和对比。为了解决这些复杂的问题,我们在唤端技术上进行了又一次升级,建设了可定制的唤端策略,打造了详细的唤端AB测试链路。从本次双11 的效果看,不同场景下的唤端效率(唤端成功率)相对提升了 25~40%不等。

图:唤端策略图

智能UI

随着移动互联网和推荐系统的发展,人和商品的精准匹配为业务带来了效率的大幅提升。越来越多的精细化手段逐渐应用于个性化推荐领域,比如场景化推荐、人群定投技术等。同时商品的信息比以往任何时候都要丰富(买家秀,品牌背书,无忧购服务等),不同的用户对于内容的UI表达有着差异化的诉求,因此通过为不同人群找到合适的UI表达一定能带来业务效果的提升。

项目的最早期,我们通过AB实验直接定量测试,明确了相同的UI方案在不同的场景会产生差异,不同的UI方案在相同场景下也会产生差异。也就是说,针对不同场景使用不同方案是有意义的。2020年双十一大促我们第一次大规模采用智能UI产品化方案落地了多个前端模块,包括猜你喜欢模块、商品模块、店铺模块等,覆盖了双十一的预售和正式开卖阶段,承受了流量洪峰的考验,且带来了稳定的增长。覆盖300多个会场,最高的会场PV点击率相对提升10%+。

技术升级

伴随业界的技术演进和业务的发展,我们在技术上相比去年也有了新的尝试和迭代升级,其中典型的包括FaaS的深度使用、PHA渐进式的体验增强、边缘节点渲染的应用等。

FaaS

Serverless,一块深水的坚冰,逐步从深海付出了水面,阿里淘系从去年在大促实践开始,逐渐将 Serverless 应用到前端领域方方面面。今年双十一首先是在覆盖场景方面,FaaS从淘宝行业拓展到会场和营销业务,业务的复杂度得到极大的丰富。能力进一步提升,支撑的业务量级也从2k QPS提升到5W QPS,CPU水位从去年的高 QPS 规模时,精力花费降低约50%。在研发体验方面,打造解决方案体系,单元保障、大促管控、专家系统、函数盘点等能力,运维提效约50%。在研发体验方面,打造解决方案体系,降低研发门槛,支持外包快速入场。

PHA

PHA 全称 Progressive Hybrid App,是提升 Hybrid 体验的一种应用框架。提升页面加载速度和交互体验的渐进式 Web 应用,使用 PHA 开发的应用本质上没有脱离前端开发和 W3C 标准,但依然拥有原生应用的特性和体验。或许你有想到 PWA,但 PHA 有比 PWA 更强的 UI 能力和更快的加载速度。目前已经在手淘、特价版、Lazada、CBU 等多个客户端落地,支持了618、双11等多个大促。PHA联合客户端、前端团队、数据分析团队,跨栈协同,在性能优化方向上也做了很多优化工作,梳理全链路性能埋点、定义新的性能口径(从用户点击到可视),使用了预加载、预渲染、资源加速下载、离线资源等优化手段。

ESR

现在的渲染节点主要是在终端或是服务端,对应CSR(Client Sider Rendering)和SSR(Server Side Rendering),分别有适用的场景以及优势和弊端。现在借助阿里云的能力可将渲染转移到CDN节点,也就是我们要介绍的ESR(Edge Side Rendering),即能为前端提供渲染能力,同时也能将大量CDN机器上的计算资源利用起来。

阿里云推出了CDN轻量编程环境——EdgeRoutine,这为我们提供了一个新的尝试方向。我们可以在CDN节点去做提前渲染的事情。CDN的访问策略是会去寻找离用户最近的节点,就像快递运输的最后一公里一样,总会派送到离客户最近的分拨点。这么看来页面的网络调度时长是非常有优化空间的。并且我们还可以利用CDN节点资源共享的特性,将部分数据缓存到CDN节点上,减少远程的数据请求。

这套方案对于数据刷新率不高、访问量极大的页面,ESR搭配CDN的缓存能力是非常适合用的。以达人页为例,首屏时间约能提升50%左右。现在ER的技术才刚刚起步,应用场景比较局限,能力上还有很多不足,体系也需要不断地建设,但这个新技术为前端提供了更多可能,需要我们不停的去探索和完善。

双十一PM初体验

双十一作为电商年度最核心的节日,各方面投入的力度和资源都是最大的。作为参加过8次双11的老兵,作为前端PM是第一次,有很多不一样的感受。

复杂:首先是业务上,有双十一定制和特有的主会场、主互动、猫晚等,还有淘系内部本身就有导购、行业、营销、直播等数十个业务,同时联动支付宝、优酷、本地生活、阿里妈妈、菜鸟等多个集团BU,与商家、ISV、物流、媒体等的协同和合作。技术上同样复杂,前端的页面从开发、搭建、源站、CDN的全部链路,以及Node FaaS的容器、中间件、容量准备、流量调配、机房部署等。管中窥豹,对于整个体系的认知还需要更进一步的探索。

流程:双十一作为电商业务每年的大考,已经摸索出一套成熟的流程机制。包括人员的组成、沟通机制、时间排期、组织保障等各个方面都有很细致的机制进行保障。

协同:双十一是非常好的节点,可以让各团队、各岗位、各BU之间形成联动,集中力量将如此庞大的体系进一步完善。很多技术的升级和突破都是在双十一落地并进一步推广的。这次预渲染的方案就是客户端和前端紧密协同,在很短的时间内实现并验证的。

多维:看问题的视角可以更多维,不同技术岗位视角,全链路视角,业务的视角。以一次变更的审批为例,之前更多关注变更的代码实现上,对上下游的影响、对稳定性的影响、对业务的影响、是否引入新的风险、影响的范围等等都需要进行综合衡量,做一个判断往往需要从中进行取舍,而不单单是技术上的1和0。

招兵买马

最后的最后,招聘贴!

淘系前端由淘宝前端、天猫前端、手淘前端三大前端团队融合而成,在业务上负责淘宝、天猫的所有业务,如:双11&双12大促、聚划算、天猫新品、有好货等营销导购产品、淘宝直播&短视频业务、商业千牛以及开发、用户增长、互动&游戏等等,囊括了新零售域下最复杂、最多形态的业务场景;在技术上在前端工程、多端架构、Node架构、互动架构等基础体系上有着深厚的沉淀,同时在多媒体、前端智能化、云手机等新兴体系上布局&发展,在搭建&投放、小程序开放、工作台等应用体系上直接助力业务。

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职位:前端开发专家-杭州/北京端架构 TL前端技术专家(IDE方向)前端技术专家(Node.JS)互动技术专家Web多媒体领域专家-杭州/广州云手机解决方案架构师中后台领域架构师用户增长领域专家投放技术高级专家软硬件技术专家开发者平台产品经理