Web Secret:图片服务（二）——扩展您的图片服务

Web Secret:图片服务(一)

现实世界的业务会比我们之前描述的复杂许多，图片也不仅仅是上传就完了，还需要作很多的处理，那我们就继续发挥想象，剖析一下图片应用中还会有哪些“必需”的功能：

n  用户头像应该是要有多个尺寸的，以方面在不同的页面显示不同大小的图片

n  我需要给图片打上水印

n  我需要为特定设备（如手机）提供图片显示的支持

n  图片需要做一些特效处理

n  ……

尽管并不是所有的需求我们都需要，但是总会有一些你需要对图片做后续处理的，怎样更加平滑地处理这些问题，在不同的业务场景，不同的架构师会提出不同的解决方案，但是核心的考虑只有两个：

1.         如何能够灵活地满足目前的业务需求

2.         如何尽可能地优化资源，包括文件存储和网络带宽

说到具体的技术实现，也有两种思路，那就是“预先生成”和“按需生成”，很难一下子去评判具体哪个方案更好，哪个方案更加节省成本，那么我们就来看看这两种解决方案的实现考虑：

预先生成：从字面上很容易理解，那就是根据业务的需要提前生成不同规格的图片，比如用户头像，网站会有20x20,80x100,200x250和原图这样的四种规格，同时原图需要打上WebSecretApp.COM的水印，与此同时，我的网站支持wap访问，因此我还需要生成针对手机优化的头像。我们的处理程序也就需要生成下列的图片地址：

用途

地址

描述

最小规格的

http://img.websecretapp.com/user/20x20/2008/04/30/abcdef.jpg

20x20

默认头像

http://img.websecretapp.com/user/80x100/2008/04/30/abcdef.jpg

80x100

大图像

http://img.websecretapp.com/user/200x250/2008/04/30/abcdef.jpg

200x250

原图

http://img.websecretapp.com/user/static/2008/04/30/abcdef.jpg

Static,水印

手机头像

http://img.websecretapp.com/user/m/2008/04/30/abcdef.jpg

mobile

针对这样的情况，我们需要预先生成5个图片，然后根据一定的业务规则存储到不同的文件夹，之后将图片列表的信息存储在文件或者数据库中，前端界面根据不同的业务需要限显示不同的图片地址。

按需生成：简单地说我们不会实现做图片生成的工作，服务器只存储一份原始的图片，当然这个的“原始”是相对于后来业务的，在用户上传的图片（如数码相机里头的）存储到服务器之前，我们可能作了一轮的压缩工作，如从2040x 1536压缩成1024x768。为了能够动态生成图片，我们还需要一个图片服务处理，如getimage.php，这个时候所有的图片处理地址变为：

http://img.websecretapp.com/getimage.php?file=/user/2008/04/30/abcdef.jpg&size=80x100

其中红色部分为实际的图片地址,而绿色部分参数size则是根据自己的业务而定，从某些角度来看，这样的生成方式对于业务来说能够带来相对大的灵活度，在也许增加或者改变时，我们只需要修改getimage.php就可以了，但不是没有缺点，下面我们就来看看不同的图片生成方式的优缺点：

预先生成：

优点

缺点

ü  url地址确定，能够支持静态文件缓存

ü  一旦生成完毕，不需要额外的处理

ü  性能比较高

ü  如果业务相对复杂，预处理需要比较多的时间

ü  业务逻辑预先定义，一旦出现变动，可能出现不协调的情况，比如需要打水印，已经处理过的图片不能够支持

按需生成：

优点

缺点

ü  能够灵活支持不同的图片生成

ü  一旦业务出现变动，维护和改动的成本比较低

ü  在客户请求时才生成，不可避免地影响性能

ü  不利于缓存的支持

从比较情况来看，各有优劣，就如天平的两端，总有轻重之分，那么从架构设计的考虑呢，我们需要作下面的考虑：

s   高性能：系统要能够支撑尽可能高的访问量，让用户得到良好的用户体验

s   可靠性：架构的设计要尽可能确保服务的持续性，也就是不宕机

s   安全性：我们需要让系统能够支持防盗链，授权访问的功能

s   可伸缩性：让基础服务支持向外扩展（scale-out），也就是在单一主机性能达到瓶颈的时候能够通过增加机器来解决

s   可扩展性：在业务出现变动或者增加的情况下，我们的基础服务能够相对容易地通过扩展来支持

s   可管理性：这是一个大家容易忽略的主题，对于一个业务支撑的基础服务，我们要同时考虑它的管理成本，如监控、维护和备份的代价有多大

从性能和可靠性来说，静态文件无疑是最优的，而市场上也有非常多的成熟解决方案来支持静态文件服务，而动态生成的方式，则让我们在安全、可扩展和可伸缩上具有更大的灵活度，而我们的架构设计正是要在这些设计原则中找到平衡。

既然纯粹的预先生成和纯粹的按需生成都存在一些不足之处，那么是否能够有更好的解决方案呢，这也就是我所要探讨的主要内容，回顾一下刚才的讨论，我们需要为图片服务增加这么一些功能：

1.         能够根据用户上传的图片需要生成应对不同业务的图片，主要包括不同尺寸的图片、水印增加和图片效果处理。

2.         保持高性能，不会因为业务的变动而导致性能称为瓶颈

3.         业务变动时，能够快速通过调整来满足需求

4.         允许通过增加机器来解决业务压力增长的情况

5.         能够对用户上传的内容进行有效地管理

从我们刚才的分析可以看到，使用动态生成最大的优势在于灵活性，而预先生成的最大优势在于性能，结合起来说，我们需要能够动态地生成业务需要的图片，同时又能够获得静态文件的性能优势。回答这个问题并不难：缓存。于是“动态生成+缓存”也就成了我们后续讨论的重点。

如何动态生成，又如何缓存呢？

首先，我们需要解决动态生成的问题，也就是说能够按照“按需生成”用户所期望的图片，还是以前面的图片来举例：

http://img.websecretapp.com/getimage.php?file=/user/2008/04/30/abcdef.jpg&size=80x100

用户请求的具体文件名为：/user/2008/04/30/abcdef.jpg，希望的尺寸为80x100。如果加上要打上水印呢？我们则可以将URL改写为：

http://img.websecretapp.com/getimage.php?file=/user/2008/04/30/abcdef.jpg&size=80x100&iswatermark=true

从请求的语义来理解，我们可以表述成下面的行为：

1． 请给我一个名为/user/2008/04/30/abcdef.jpg的图片

2． 将图片缩放成80x100

3． 在这个图片上加上水印

其中第二步和第三步我们可以理解为两个图片的处理操作，第一步则是代表请求的图片源，如果还需要图像截取，去除红眼等等操作呢？道理很简单，加上不同参数不就可以了吗？只要我的服务器处理程序支持这样的参数解析，为了让URL更加具有可读性，我们可以做一个urlrewrite，让图片服务更加具有现实意义。

http://img.websecretapp.com/user/2008/04/30/abcdef.jpg?size=80x100&iswatermark=true

如此一来，是不是让您的图片服务看起来更加“聪明”了呢？

http://img.websecretapp.com/user/2008/04/30/abcdef.jpg 代表请求原图

如果附加了参数，只要这个命令被服务端的代码所支持，就能够根据用户需要生成不同的最终图片，至于如何进行urlrewrite，不同的编程语言在不同的平台下会有不同的实现，也不是我这里讨论的重点。到此我们也完成了对于图片服务的升级，它将具备这样的能力：

1.         图片服务的地址虽然没有改变，但是开始支持参数请求

2.         图片的处理依赖于客户端请求的参数，具体命令（如size,iswatermark）则具体依赖于服务器代码的实现

3.         对于多个处理参数，目前采用串行执行的方式，也就是说排在前面的首先执行，如我们上面的例子，首先执行图片缩小，然后才执行水印的操作

下图描述了我们目前图片服务的处理流程

到目前为止，我们在技术功能上已经实现了一个更加完整的图片服务，但是还有一些问题没有解决，比如性能问题，比如可扩展问题等等，如果在数据量和业务量都不是很大的情况下，这样的图片服务已经足够灵活，大多程度也能够满足我们的需求了，但如果您面对的是大规模网站的系统呢，到目前为止的处理是远远不够的。

接下来的篇幅，我们会对业务做一个基本的假设：我们的网站有100万张以上的图片，我们每天至少需要考虑1000万用户请求。在这样的基础之上，我们需要对缓存，对文件存储和网络结构作一些框架性的调整。

继续阅读：

l Web Secret：图片服务（一）——构建一个基本的图片服务

l Web Secret：图片服务（二）——扩展您的图片服务

l Web Secret：图片服务（三）——为您的服务加上缓存

l Web Secret：图片服务（四）——重新设计您的存储架构

l Web Secret：图片服务（五）——提高服务的性能

l Web Secret:图片服务（六）——优化您的用户体验