软件系统稳定性设计的秘密

何谓系统稳定性？

控制系统理论认为：系统受到某种干扰而偏离正常状态，当干扰消除，如果系统的扰动能逐渐收敛并最终恢复正常状态，则系统是稳定的，反之，系统偏离越来越大，则是不稳定的，所以，稳定性是系统抗干扰和返回平衡状态的能力。

对于经典的传递函数的软件系统，一般我们讲的稳定指的是BIBO稳定，即有界输入有界输出稳定。一个系统如果对任意有界输入得到有界输出，它就是BIBO稳定的。一句话，稳定的系统对于各种输入需要有符合预期的输出。

随着软件复杂性越来越高，稳定性的保障越来越难，随着服务规模越来越大，稳定性的重要性越来越高。阿里行癫把稳定性比喻成木桶的底板，如果稳定性出问题，则滴水不留，所以，工程师在设计和开发软件的时候，要坚持底板思维。

但我们的软件需求和计划很少考虑非功能部分，然而软件的结构和实现却有非常大的比重服务于此，这也许是软件项目计划经常延期的重要原因。

如何保障稳定性？

虽然理论上没有绝对稳定的系统，但我们依然可以有所作为，使我们设计和开发的系统在生产环境接近稳定运行。

从大的方面讲，稳定性保障，可以分成3个部分：

• 制度纪律
  

• • 编码规范、代码提交门禁
    

  • Code Review

  • 静态代码扫描，动态代码分析

  • Unit Test、压测

  • 灰度发布、Rollback、应急预案

  • 监控
    

  • 复盘、故障树分析

• 思想之道
  

• • 保持简单、降低复杂度
    

  • 不（零）信任、面向失败设计

• 实践之术

• • 冗余设计（数据、计算、带宽冗余）

  • 快速恢复设计（无状态设计）
    

  • 容错、灾备
    

  • 熔断、隔离

  • 限流
    

  • 有损服务