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軟件可擴展性:來自星巴克的經驗

zhaochunqi / 1406人閱讀

摘要:無獨有偶,開發人員也可以這樣做年,發表了一篇很棒的文章星巴克不相信兩階段提交當筆者在閱讀時,突然想到自己大學時在星巴克的工作經歷。事實證明其并非如此至少在可擴展系統中并非如此,在星巴克也并非如此。

【編者按】本文作者 Weronika ?abaj 是Particular Software的開發人員。她專注于通過軟件提供業務價值,探索新模式,應對挑戰。在星巴克,她總是點中杯焦糖瑪奇朵。

文章系國內 ITOM 管理平臺 OneAPM 編譯呈現,以下為正文:

星巴克通過擴展運營機制和勞動力,避免了較長的顧客等待時間。無獨有偶,開發人員也可以這樣做!

2004年,Gregor Hohpe發表了一篇很棒的文章——“Starbucks Does Not Use Two-Phase Commit.(星巴克不相信兩階段提交) ”當筆者在閱讀時,突然想到自己大學時在星巴克的工作經歷。多年以來,我逐漸意識到程序員也可以從這家著名咖啡連鎖企業學到更多。

很多開發人員都想構建可擴展軟件,但實際操作中卻很難實現。當我們在處理各類任務時,經常會陷入某種陷阱,認為每項工作都同等重要,需要同等的資源,并應當根據預先定義的順序同步完成。

事實證明其并非如此——至少在可擴展系統中并非如此,在星巴克也并非如此。

如何制作咖啡

在星巴克,制作咖啡涉及四個步驟。首先,顧客排隊,在柜臺點單,依據先到先服務原則。第二,員工(咖啡師)幫顧客下單,并接受付款。第三,開始準備飲品。第四,當飲品制作完成后,將其放在吧臺上,并呼叫顧客姓名。

盡管整個模式聽起來非常合理,但卻很快會導致很長的隊伍。一位員工在同一時間,只能處理一項任務,因此顧客在咖啡師按順序制作飲品時,只能排隊等候。如果想要服務更多的顧客,就需要擴展。我們來看看星巴克是如何做的。

擴展咖啡師

星巴克可以選擇的擴展方式之一就是雇用“超級咖啡師”——非常能干,效率很高,非常聰明的咖啡師。 星巴克需要在他們的發展上投入巨資,優化他們工作的各個方面,不斷提高他們的效率。在軟件中,這種方案被稱為向上擴展(垂直擴展)。

這種擴展的問題在于,員工的工作速度(和工作時間)是有限的。總有一天,即使是超級咖啡師也無法滿足所有需求。一旦出現這種狀況,顧客就會沮喪地離開店鋪,可能再也不會回來。

同樣的,我們優化軟件的程度也是有限的。我們不可能買到200 GHz的CPU。即使最大的CPU是多核的,其每個芯片的最高速率也僅在3到4 GHz。

星巴克可以采取的另一種擴展方式,是改變工作結構,添加更多的普通員工,就如軟件中的并行處理。當一位咖啡師接到訂單后,另一位就開始準備。這樣,第一位咖啡師就可以處理下一個訂單,同時第一個訂單在并行準備中。

你可能會認為,只有在需求量達到一定程度時,才應該考慮并行處理。事實上,并不是那么簡單。不可能在我們需要的時候,就可以馬上切換到并行處理。我們必須事先做好準備。

星巴克很清楚這一點。每開設一家新的門店,即便每個班次只有一位員工,但是并行處理的一切從一開始就準備好了。他們可以隨時增添人手。

經驗:如果我們構建的系統不支持并行處理,就無法輕易實現并行處理。

現在,讓我們看看星巴克是如何實現這一切的。

從消息傳遞開始

如果你曾在星巴克點過咖啡,就會注意到杯子上的那些小框框里總是標有某些符號。這些符號是一種簡寫,幫助咖啡師快速了解飲品類型以及其它額外要求(例如奶油,奶泡等等)。

杯子,或者信息,是員工之間溝通的基礎。它告訴咖啡師需要制作的飲品,而上面的符號提供飲品的細節。即使店內并不忙碌,而且只有一名員工服務顧客時,也仍然會在杯子上標注符號。

乍看起來,似乎有點多余。但是,如果突然有一大批顧客進入店內,那么后備員工能夠馬上提供幫助。無需任何額外的溝通,他們可以根據信息開始制作飲品。

經驗:突然增長的需求并不可怕, 只要我們能夠隨時添加更多員工,進行分工。使用消息是方法之一。

分工解決

正如前文所述,整個咖啡制作流程可以由一位員工——即咖啡師完成。不過星巴克的默認流程則是由一位員工(即收銀員)下單并接受付款,再由另一位員工(咖啡師)制作飲品。

通常來講,整個流程中速度最慢的環節就是制作咖啡,這也正是為什么當店內很繁忙時,有多名咖啡師同時制作咖啡。他們往往會從一疊杯子中拿取杯子,平均分擔任務。而這正是“Competing Consumers(競爭消費者)”模式的體現。

不過在某些場景下,這種方式也可能帶來麻煩。舉例來說,有三位咖啡師共同使用一臺咖啡機與一臺星冰樂機。有三位顧客點了咖啡,而第四位則點了一杯星冰樂。下訂單的員工排列杯子,上面分別寫有對應的符號。每位咖啡師拿取一個杯子準備制作飲品。第一位開始使用咖啡機制作飲品時,其他兩位只能等待。

我們可以通過分工,來避免這種狀況。一種方式就是對信息進一步細化,分類處理。例如,我們都知道星巴克會利用杯子上的信息來表示需要準備的飲品類型。但是,這套系統還區分熱飲和冷飲:熱飲使用紙杯,冷飲使用塑料杯。當我們接到三份熱咖啡訂單,然后再接到一份星冰樂訂單時,我們有三個紙杯和一個塑料杯。第一位咖啡師從紙杯中拿取一個,并開始制作。第二位咖啡師看到咖啡機正在使用, 因此拿取塑料杯,使用星冰樂機器。這樣,就有兩杯飲品在并行制作了。

這種分工,使咖啡師拆分任務,并行完成,被稱為“細分”。

經驗:事實證明,細分是有效擴展策略的一個關鍵因素。并非所有的工作都需要同等水平的擴展。能快速完成的小型任務可由單一員工完成,而高需求,更耗時的任務可由多位員工共同完成。通過細分,我們能夠對每個任務實現獨立擴展。

并非每項工作都同等重要

星巴克成功的原因之一,是對其員工進行培訓,讓他們意識到記住常客的重要性。比如,每天早上,那個為他的團隊購買兩杯超大杯美式和兩杯大杯拿鐵的男士。還有,每周三,那位點中杯焦糖瑪奇朵,并在店內坐上一個小時讀書的女士。

如果咖啡師在周三看見這位“中杯焦糖瑪奇朵女士”進入店內,他們就會在她還未到達柜臺前開始準備她最愛的飲品。顧客什么也不用說,就獲得了想要的飲品,肯定會很開心。收銀員已經知道她要點什么飲品,就可以寒暄幾句,然后接受付款。在付款完成前,她的咖啡已經準備妥當,放在吧臺上了。

你可以無法想象,星巴克顧客中的常客比例非常高。為他們帶來最佳體驗是很重要的。通常,他們獲得飲品的速度要快于其他顧客。這讓他們感覺受到了重視,并鼓勵他們繼續前來,也為公司帶來更多價值。

經驗:某些任務較其它任務更為重要。通過將標準任務構建成可重用的,獨立的模塊,我們可以輕松地修改流程,為更有價值的任務提供更好的服務。

并不是所有的錯誤都值得預防

在以上所有示例中, 星巴克員工都需要在顧客獲得咖啡之前,確認他們已經付款。為了確保這一點,咖啡師們可以在交付咖啡之前要求顧客出示小票。然而,事實上,他們沒有這樣做。

星巴克發現,很少有顧客會在沒有付款的情況下,去領取飲品。他們的分析顯示,讓咖啡師專注于完成訂單才最重點,而不是關心偶爾丟失的咖啡。 如果有人碰巧拿走了你點的咖啡(通常是無心的),咖啡師會準備一杯新的給你。

經驗:要構建可擴展系統,我們必須接受某些無可避免的錯誤。要完全避免這些錯誤,代價太高。我們應該快速檢測問題,當它們發生時,及時彌補。

總結

看似簡單的制作咖啡四步曲,演變成了一個有趣的業務流程。那些看似獨特和罕見的任務,卻是業務中的必要因素。

突然增長的需求,或錯誤,每天都可能發生很多次。設計一個可以良好應對這些狀況的系統,需要考慮各種常見的情況。通常,首先想到的模型不能夠解決這些問題。另外,也還需要考慮意外情況。比如,取消訂單。

從星巴克的例子可以看出,如果我們采用簡單的方案,那么業務將無法擴展,為更多顧客服務。隨著顧客數量的增加,我們的服務水平將不斷下降,最終導致顧客不再訪問。因此,我們必須改變工作方式,滿足增長的需求。最后,構建的系統不僅技術上可以擴展,還可以隨著業務流程不斷擴展。

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本文轉自 OneAPM 官方博客

原文地址:https://dzone.com/articles/what-starbucks-can-teach-us-about-software-scalabi

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