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软件可扩展性:来自星巴克的经验

简介: 本文作者 Weronika Łabaj 是Particular Software的开发人员。她专注于通过软件提供业务价值,探索新模式,应对挑战。在星巴克,她总是点中杯焦糖玛奇朵

【编者按】本文作者 Weronika Łabaj 是Particular Software的开发人员。她专注于通过软件提供业务价值,探索新模式,应对挑战。在星巴克,她总是点中杯焦糖玛奇朵。

文章系国内 ITOM 管理平台 OneAPM 编译呈现,以下为正文:

星巴克通过扩展运营机制和劳动力,避免了较长的顾客等待时间。无独有偶,开发人员也可以这样做!

2004年,Gregor Hohpe发表了一篇很棒的文章——“Starbucks Does Not Use Two-Phase Commit.(星巴克不相信两阶段提交) ”当笔者在阅读时,突然想到自己大学时在星巴克的工作经历。多年以来,我逐渐意识到程序员也可以从这家著名咖啡连锁企业学到更多。

很多开发人员都想构建可扩展软件,但实际操作中却很难实现。当我们在处理各类任务时,经常会陷入某种陷阱,认为每项工作都同等重要,需要同等的资源,并应当根据预先定义的顺序同步完成。

事实证明其并非如此——至少在可扩展系统中并非如此,在星巴克也并非如此。

如何制作咖啡

在星巴克,制作咖啡涉及四个步骤。首先,顾客排队,在柜台点单,依据先到先服务原则。第二,员工(咖啡师)帮顾客下单,并接受付款。第三,开始准备饮品。第四,当饮品制作完成后,将其放在吧台上,并呼叫顾客姓名。

尽管整个模式听起来非常合理,但却很快会导致很长的队伍。一位员工在同一时间,只能处理一项任务,因此顾客在咖啡师按顺序制作饮品时,只能排队等候。如果想要服务更多的顾客,就需要扩展。我们来看看星巴克是如何做的。

扩展咖啡师

星巴克可以选择的扩展方式之一就是雇用“超级咖啡师”——非常能干,效率很高,非常聪明的咖啡师。 星巴克需要在他们的发展上投入巨资,优化他们工作的各个方面,不断提高他们的效率。在软件中,这种方案被称为向上扩展(垂直扩展)。

这种扩展的问题在于,员工的工作速度(和工作时间)是有限的。总有一天,即使是超级咖啡师也无法满足所有需求。一旦出现这种状况,顾客就会沮丧地离开店铺,可能再也不会回来。

同样的,我们优化软件的程度也是有限的。我们不可能买到200 GHz的CPU。即使最大的CPU是多核的,其每个芯片的最高速率也仅在3到4 GHz。

星巴克可以采取的另一种扩展方式,是改变工作结构,添加更多的普通员工,就如软件中的并行处理。当一位咖啡师接到订单后,另一位就开始准备。这样,第一位咖啡师就可以处理下一个订单,同时第一个订单在并行准备中。

你可能会认为,只有在需求量达到一定程度时,才应该考虑并行处理。事实上,并不是那么简单。不可能在我们需要的时候,就可以马上切换到并行处理。我们必须事先做好准备。

星巴克很清楚这一点。每开设一家新的门店,即便每个班次只有一位员工,但是并行处理的一切从一开始就准备好了。他们可以随时增添人手。

经验:如果我们构建的系统不支持并行处理,就无法轻易实现并行处理。

现在,让我们看看星巴克是如何实现这一切的。

从消息传递开始

如果你曾在星巴克点过咖啡,就会注意到杯子上的那些小框框里总是标有某些符号。这些符号是一种简写,帮助咖啡师快速了解饮品类型以及其它额外要求(例如奶油,奶泡等等)。

杯子,或者信息,是员工之间沟通的基础。它告诉咖啡师需要制作的饮品,而上面的符号提供饮品的细节。即使店内并不忙碌,而且只有一名员工服务顾客时,也仍然会在杯子上标注符号。

乍看起来,似乎有点多余。但是,如果突然有一大批顾客进入店内,那么后备员工能够马上提供帮助。无需任何额外的沟通,他们可以根据信息开始制作饮品。

经验:突然增长的需求并不可怕, 只要我们能够随时添加更多员工,进行分工。使用消息是方法之一。

分工解决

正如前文所述,整个咖啡制作流程可以由一位员工——即咖啡师完成。不过星巴克的默认流程则是由一位员工(即收银员)下单并接受付款,再由另一位员工(咖啡师)制作饮品。

通常来讲,整个流程中速度最慢的环节就是制作咖啡,这也正是为什么当店内很繁忙时,有多名咖啡师同时制作咖啡。他们往往会从一叠杯子中拿取杯子,平均分担任务。而这正是“Competing Consumers(竞争消费者)”模式的体现。

不过在某些场景下,这种方式也可能带来麻烦。举例来说,有三位咖啡师共同使用一台咖啡机与一台星冰乐机。有三位顾客点了咖啡,而第四位则点了一杯星冰乐。下订单的员工排列杯子,上面分别写有对应的符号。每位咖啡师拿取一个杯子准备制作饮品。第一位开始使用咖啡机制作饮品时,其他两位只能等待。

我们可以通过分工,来避免这种状况。一种方式就是对信息进一步细化,分类处理。例如,我们都知道星巴克会利用杯子上的信息来表示需要准备的饮品类型。但是,这套系统还区分热饮和冷饮:热饮使用纸杯,冷饮使用塑料杯。当我们接到三份热咖啡订单,然后再接到一份星冰乐订单时,我们有三个纸杯和一个塑料杯。第一位咖啡师从纸杯中拿取一个,并开始制作。第二位咖啡师看到咖啡机正在使用, 因此拿取塑料杯,使用星冰乐机器。这样,就有两杯饮品在并行制作了。

这种分工,使咖啡师拆分任务,并行完成,被称为“细分”。

经验:事实证明,细分是有效扩展策略的一个关键因素。并非所有的工作都需要同等水平的扩展。能快速完成的小型任务可由单一员工完成,而高需求,更耗时的任务可由多位员工共同完成。通过细分,我们能够对每个任务实现独立扩展。

并非每项工作都同等重要

星巴克成功的原因之一,是对其员工进行培训,让他们意识到记住常客的重要性。比如,每天早上,那个为他的团队购买两杯超大杯美式和两杯大杯拿铁的男士。还有,每周三,那位点中杯焦糖玛奇朵,并在店内坐上一个小时读书的女士。

如果咖啡师在周三看见这位“中杯焦糖玛奇朵女士”进入店内,他们就会在她还未到达柜台前开始准备她最爱的饮品。顾客什么也不用说,就获得了想要的饮品,肯定会很开心。收银员已经知道她要点什么饮品,就可以寒暄几句,然后接受付款。在付款完成前,她的咖啡已经准备妥当,放在吧台上了。

你可以无法想象,星巴克顾客中的常客比例非常高。为他们带来最佳体验是很重要的。通常,他们获得饮品的速度要快于其他顾客。这让他们感觉受到了重视,并鼓励他们继续前来,也为公司带来更多价值。

经验:某些任务较其它任务更为重要。通过将标准任务构建成可重用的,独立的模块,我们可以轻松地修改流程,为更有价值的任务提供更好的服务。

并不是所有的错误都值得预防

在以上所有示例中, 星巴克员工都需要在顾客获得咖啡之前,确认他们已经付款。为了确保这一点,咖啡师们可以在交付咖啡之前要求顾客出示小票。然而,事实上,他们没有这样做。

星巴克发现,很少有顾客会在没有付款的情况下,去领取饮品。他们的分析显示,让咖啡师专注于完成订单才最重点,而不是关心偶尔丢失的咖啡。 如果有人碰巧拿走了你点的咖啡(通常是无心的),咖啡师会准备一杯新的给你。

经验:要构建可扩展系统,我们必须接受某些无可避免的错误。要完全避免这些错误,代价太高。我们应该快速检测问题,当它们发生时,及时弥补。

总结

看似简单的制作咖啡四步曲,演变成了一个有趣的业务流程。那些看似独特和罕见的任务,却是业务中的必要因素。

突然增长的需求,或错误,每天都可能发生很多次。设计一个可以良好应对这些状况的系统,需要考虑各种常见的情况。通常,首先想到的模型不能够解决这些问题。另外,也还需要考虑意外情况。比如,取消订单。

从星巴克的例子可以看出,如果我们采用简单的方案,那么业务将无法扩展,为更多顾客服务。随着顾客数量的增加,我们的服务水平将不断下降,最终导致顾客不再访问。因此,我们必须改变工作方式,满足增长的需求。最后,构建的系统不仅技术上可以扩展,还可以随着业务流程不断扩展。

本文转自 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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