Cách Spotify Xây Dựng Hệ Thống Phục Vụ Hơn 600 Triệu Người Dùng
Trong thế giới số hiện đại ngày nay, âm nhạc đã trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Các dịch vụ phát nhạc trực tuyến như Spotify đã thay đổi cách chúng ta thưởng thức âm nhạc. Để cung cấp một dịch vụ nhạc trực tuyến hiệu quả và mượt mà cho hàng triệu người dùng, việc thiết kế một hệ thống mạnh mẽ, có khả năng mở rộng và đáng tin cậy là cực kỳ quan trọng. Bài viết này sẽ khám phá kiến trúc và thiết kế của dịch vụ phát nhạc trực tuyến Spotify, tập trung vào các thành phần chính, công nghệ liên quan và các chiến lược được áp dụng để xử lý lượng lớn dữ liệu và lưu lượng truy cập một cách hiệu quả.
Hãy ủng hộ chúng mình bằng cách cho 1 upvote và comment, giúp chúng mình nhận giải thưởng từ viblo nhé! Điều này sẽ là động lực giúp chúng mình tạo ra nhiều bài viết thú vị hơn nữa! 😄😄😄
Cùng Sydexa khám phá những công nghệ thú vị nhé! 😄😄
Chúng mình đã tạo một nhóm để các bạn cùng chia sẻ và học hỏi về thiết kế hệ thống!
Tham gia cùng chúng mình để xây dựng Cộng Đồng System Design Việt Nam ngày càng lớn mạnh nhé! 😍😍😍
Cộng Đồng System Design Việt Nam: Link Group
Kênh TikTok: Link TikTok
Giai Đoạn Khởi Đầu: Phiên Bản Nền Tảng
Những Yêu Cầu Ban Đầu
Trong giai đoạn khởi đầu, Spotify đặt ra mục tiêu xử lý khoảng 500 nghìn người dùng và 30 triệu bài hát. Người dùng sẽ nghe nhạc và các nghệ sĩ sẽ tải bài hát lên hệ thống.
Ước Lượng Lượng Dữ Liệu
Đầu tiên, chúng ta cần ước tính lượng lưu trữ cần thiết. Đối với các bài hát, Spotify thường sử dụng các định dạng như Ogg Vorbis hoặc AAC:
- Lưu Trữ Bài Hát: Giả sử mỗi bài hát trung bình nặng khoảng 3MB, tổng lượng lưu trữ cần cho 30 triệu bài hát sẽ là 3MB × 30 triệu = 90TB.
- Metadata của Bài Hát: Kích thước metadata trung bình cho mỗi bài hát là khoảng 100 bytes, dẫn đến yêu cầu khoảng 100 bytes × 30 triệu = 3GB.
- Metadata của Người Dùng: Trung bình, mỗi người dùng sẽ cần khoảng 1KB dữ liệu, tức là 1KB × 500.000 = 0.5GB.
Thiết Kế Tổng Quan
Ứng Dụng Di Động: Đây là giao diện mà người dùng tương tác với dịch vụ, có thể tìm kiếm bài hát, phát nhạc, và tạo danh sách phát. Khi người dùng thực hiện một hành động, ứng dụng sẽ gửi yêu cầu đến máy chủ.
Bộ Cân Bằng Tải: Trước khi yêu cầu đến máy chủ, bộ cân bằng tải sẽ phân phối lưu lượng truy cập đến nhiều máy chủ web, giúp tăng cường khả năng sẵn có và khả năng chịu lỗi của ứng dụng.
Máy Chủ Web (APIs): Máy chủ này xử lý các yêu cầu từ ứng dụng di động, xác định vị trí bài hát và truy xuất dữ liệu.
Lưu Trữ Dữ Liệu
Lưu trữ sẽ được chia thành hai dịch vụ chính:
- Bài Hát - Blob Storage (ví dụ: AWS S3, GCP, Azure Blob Storage): Lưu trữ file nhạc thực tế ở định dạng blob (Binary Large Object).
- Cơ Sở Dữ Liệu SQL: Lưu trữ metadata bài hát và thông tin người dùng.
Tại Sao Lại Là SQL? Cơ sở dữ liệu SQL thích hợp cho dữ liệu có cấu trúc, cho phép thực hiện các truy vấn phức tạp và xử lý mối quan hệ giữa các loại dữ liệu khác nhau.
Cấu Trúc Cơ Sở Dữ Liệu SQL
- Bảng Users: Chứa thông tin người dùng như UserID, Username, Email, PasswordHash, CreatedAt, LastLogin, v.v.
- Bảng Songs: Lưu trữ các thông tin của bài hát như SongID, Title, ArtistID, Duration, ReleaseDate và FileURL.
- Bảng Artists: Chứa thông tin nghệ sĩ - ArtistID, Name, Bio, Country, v.v.
- Mối Quan Hệ: Bảng ArtistsSongs kết nối Artists và Songs qua key ArtistID và SongID.
Ghép Mọi Thứ Lại Với Nhau
Máy chủ web sẽ lấy metadata bài hát từ cơ sở dữ liệu SQL và tiến hành phát dữ liệu cho ứng dụng di động theo từng khối (chunk).
Giai Đoạn Mở Rộng: Từ 50 Triệu Người Dùng Đến 200 Triệu Bài Hát
Tính Toán Lại Dữ Liệu
Khi mở rộng đến 50 triệu người dùng và 200 triệu bài hát, chúng ta cần tính toán lại lượng dữ liệu cần lưu trữ:
- 200 triệu bài hát ≈ 20GB.
- 50 triệu người dùng ≈ 50GB.
Sự Xuất Hiện Của CDN
Với lưu lượng truy cập tăng cao, việc tích hợp CDN (Content Delivery Network) sẽ cải thiện tốc độ phục vụ bài hát đến người dùng. Các tệp bài hát sẽ được truyền trực tiếp từ lưu trữ đến khách hàng và cache bằng bộ nhớ đệm (cache) để giảm tải cho máy chủ web.
Mở Rộng Cơ Sở Dữ Liệu: Kỹ Thuật Leader-Follower
Để cải thiện hiệu suất, ta áp dụng cơ sở dữ liệu Leader-Follower, trong đó cơ sở dữ liệu Leader xử lý cả đọc và ghi, còn các cơ sở dữ liệu Follower chỉ thực hiện các thao tác đọc.
Bằng cách này, hệ thống của Spotify đã có thể mở rộng quy mô để phục vụ hàng trăm triệu người dùng một cách hiệu quả.
Sydexa sẽ tiếp tục đồng hành cùng bạn trong những bài viết thú vị tiếp theo! 😍😍😍😍
Nếu bạn thấy bài viết hữu ích, hãy ủng hộ chúng mình bằng một upvote và comment nhé!
Thông Điệp Kết
Hãy tham gia nhóm của chúng mình để cùng nhau khám phá và học hỏi về thiết kế hệ thống! Xây dựng Cộng Đồng System Design Việt Nam lớn mạnh cùng chúng mình nhé! 😍😍😍
Cộng Đồng System Design Việt Nam: Link Group
Kênh TikTok: Link TikTok
source: viblo
