基于时间线的 Feed 流设计

本文将总结一下常用的基于时间线Feed流的后台存储设计方案。结合具体的业务场景，讲述一下根据实际需求，在基本设计思路上做一些灵活运用。

一、背景介绍

Feed 流产品在我们手机 APP 中几乎无处不在，常见的 Feed 流比如微信朋友圈、新浪微博、今日头条等。对 Feed 流的定义，可以简单理解为只要大拇指不停地往下划手机屏幕，就有一条条的信息不断涌现出来。就像给牲畜喂饲料一样，只要它吃光了就要不断再往里加，故此得名 Feed（饲养）。

大多数 Feed 流产品都包含两种 Feed 流，一种是基于算法推荐，另一种是基于关注（好友关系）。例如微博和知乎，顶栏的页卡都包含“关注”和“推荐”这两种。两种Feed流背后用到的技术差别会比较大。本文将重点探索一下基于关注的 Feed 流的后台实现方式。

不同于“推荐”页卡那种千人前面算法推荐的方式，通常“关注”页卡所展示的内容先后顺序都有固定的规则，最常见的规则是基于时间线来排序，也就是展示“我关注的人所发的帖子，根据发帖时间从晚到早依次排列”。

二、Feed 流实现方案

1、读扩散（拉模式）

每一个内容发布者都有一个自己的发件箱（“我发布的内容”），每当我们发出一个新帖子，都存入自己的发件箱中。当我们的粉丝来阅读时，系统首先需要拿到粉丝关注的所有人，然后遍历所有发布者的发件箱，取出他们所发布的帖子，然后依据发布时间排序，展示给阅读者。

这种设计，阅读者读一次Feed流，后台会扩散为N次读操作（N等于关注的人数）以及一次聚合操作，因此称为读扩散。每次读Feed流相当于去关注者的收件箱主动拉取帖子，因此也得名拉模式。

这种模式的好处是底层存储简单，没有空间浪费。坏处是每次读操作会非常重，操作非常多。设想一下如果我关注的人数非常多，遍历一遍我所关注的所有人，并且再聚合一下，这个系统开销会非常大，时延上可能达到无法忍受的地步。因此读扩散主要适用系统中阅读者关注的人没那么多，并且刷Feed流并不频繁的场景。

拉模式还有一个比较大的缺点就是分页不方便，我们刷微博或朋友圈，肯定是随着大拇指在屏幕不断划动，内容一页一页的从后台拉取。如果不做其他优化，只采用实时聚合的方式，下滑到比较靠后的页码时会非常麻烦。

2、写扩散（拉模式）

据统计，大多数Feed流产品的读写比大概在100:1，也就是说大部分情况都是刷Feed流看别人发的朋友圈和微博，只有很少情况是自己亲自发一条朋友圈或微博给别人看。因此，读扩散那种很重的读逻辑并不适合大多数场景。我们宁愿让发帖的过程复杂一些，也不愿影响用户读Feed流的体验，因此稍微改造一下前面方案就有了写扩散。写扩散也称为推模式，这种模式会对拉模式的一些缺点做改进。如下图：

系统中每个用户除了有发件箱，也会有自己的收件箱。当发布者发表一篇帖子的时候，除了往自己发件箱记录一下之外，还会遍历发布者的所有粉丝，往这些粉丝的收件箱也投放一份相同内容。这样阅读者来读Feed流时，直接从自己的收件箱读取即可。

这种设计，每次发表帖子，都会扩散为M次写操作（M等于自己的粉丝数），因此成为写扩散。每篇帖子都会主动推送到所有粉丝的收件箱，因此也得名推模式。

这种模式可想而知，发一篇帖子，背后会涉及到很多次的写操作。通常为了发帖人的用户体验，当发布的帖子写到自己发件箱时，就可以返回发布成功。后台另外起一个异步任务，不慌不忙地往粉丝收件箱投递帖子即可。写扩散的好处在于通过数据冗余（一篇帖子会被存储M份副本），提升了阅读者的用户体验。通常适当的数据冗余不是什么问题，但是到了微博明星这里，完全行不通。比如目前微博粉丝量Top2的谢娜与何炅，两个人微博粉丝过亿。

设想一下，如果单纯采用推模式，那每次谢娜何炅发一条微博，微博后台都要地震一次。一篇微博导致后台上亿次写操作，这显然是不可行的。另外由于写扩散是异步操作，写的太慢会导致帖子发出去半天，有些粉丝依然没能看见，这种体验也不太好。

通常写扩散适用于好友量不大的情况，据悉微信朋友圈正是写扩散模式。每一名微信用户的好友上限为5000人，也就是说你发一条朋友圈最多也就扩散到5000次写操作，如果异步任务性能好一些，完全没有问题。

方案3、读写混合模式

读写混合也可以称作推拉结合。这种方式可以兼具读扩散和写扩散的优点。我们首先来总结一下读扩散和写扩散的优缺点：

细比较一下读扩散与写扩散的优缺点，不难发现两者的适用场景是互补的。因此在设计后台存储的时候，我们如果能够区分一下场景，在不同场景下选择最适合的方案，并且动态调整策略，就实现了读写混合模式。如下图：

当何炅这种粉丝量超大的人发帖时，将帖子写入何炅的发件箱，另外提取出来何炅粉丝当中比较活跃的那一批（这已经可以筛掉大部分了），将何炅的帖子写入他们的收件箱。当一个粉丝量很小的路人甲发帖时，采用写扩散方式，遍历他的所有粉丝并将帖子写入粉丝收件箱。

对于那些活跃用户登录刷 Feed 流时，他直接从自己的收件箱读取帖子即可，保证了活跃用户的体验。当一个非活跃的用户突然登录刷Feed流时，我们一方面需要读他的收件箱，另一方面需要遍历他所关注的大V用户的发件箱提取帖子，并且做一下聚合展示。在展示完后，系统还需要有个任务来判断是否有必要将该用户升级为活跃用户。因为有读扩散的场景存在，因此即使是混合模式，每个阅读者所能关注的人数也要设置上限，例如新浪微博限制每个账号最多可以关注2000人。如果不设上限，设想一下有一位用户把微博所有账号全部关注了，那他打开关注列表会读取到微博全站所有帖子，一旦出现读扩散，系统必然崩溃；即使是写扩散，他的收件箱也无法容纳这么多的微博。

读写混合模式下，系统需要做两个判断。一个是哪些用户属于大V，我们可以将粉丝量作为一个判断指标。另一个是哪些用户属于活跃粉丝，这个判断标准可以是最近一次登录时间等。这两处判断标准就需要在系统发展过程中动态地识别和调整，没有固定公式了。

可以看出读写结合模式综合了两种模式的优点，属于最佳方案。然而他的缺点是系统机制非常复杂，给程序员带来无数烦恼。通常在项目初期，只有一两个开发人员，用户规模也很小的时候，一步到位地采用这种混合模式还是要慎重，容易出bug。当项目规模逐渐发展到新浪微博的水平，有一个大团队专门来做Feed流时，读写混合模式才是必须的。

参考：基于时间线的Feed流后台系统设计 - 云+社区 - 腾讯云 (tencent.com)