把哈希表换成 tire 树，居然为公司省下了几千万

你有没有想过，仅仅省下1%的计算资源，能为一家大公司带来多大的影响？你可能觉得，1%听起来微不足道，完全不值得一提。但今天我们聊一下一个技术优化点，就是关于如何通过微小的优化，Cloudflare这样的大型网络公司如何省下了大量的计算资源，背后还有不少值得我们学习的智慧。

你也在为计算资源头疼吗？

如果你是个开发者，尤其是负责维护大规模服务的开发者，你一定对计算资源的消耗有深刻的体会。无论是服务器的 CPU 使用率还是内存消耗，甚至是网络带宽，稍有不慎就可能让成本暴增。而且，问题不止是花钱那么简单，资源浪费还会拖慢你的系统，影响用户体验，最终给公司带来巨大的损失。

我要说的是 Cloudfllare 公司的案例，它不是什么宏大的技术革新或颠覆性的变革，而是从一些不起眼的小地方着手，积少成多，最终实现了1%的节省。这背后到底有什么诀窍？我们一起来看看。

1. 换个数据结构，省时又省力

在Cloudflare的案例中，他们的第一个关键优化是引入了更高效的数据结构。在大规模的数据处理中，数据结构的选择往往是决定性能的关键因素。

他们提到了将原有的哈希表结构换成了更适合他们需求的trie（字典树）结构。

下述是然来的 hash 表结构

// PERF: heavy function: 1.7% CPU time
pub fn clear_internal_headers(request_header: &mut RequestHeader) {
    INTERNAL_HEADERS.iter().for_each(|h| {
        request_header.remove_header(h);
    });
}

这是优化之后的版本

pub fn clear_internal_headers(request_header: &mut RequestHeader) {
   let to_remove = request_header
       .headers
       .keys()
       .filter_map(|name| INTERNAL_HEADER_SET.get(name))
       .collect::<Vec<_>>();


   to_remove.into_iter().for_each(|k| {
       request_header.remove_header(k);
   });

可以看到，他是先构造了一颗 tire 树，然后在进行操作

那么，为什么是trie呢？因为它能更高效地存储和处理特定类型的数据，特别是字符串相关的操作。每次的字符串查找、匹配操作都能变得更加快速，减少了不必要的计算消耗。

这就好比我们平时在超市找商品，如果货架排布得井井有条，一目了然，那么找起东西来肯定又快又省力。

2. 不只是省电，它还能加速系统响应

有时候，节省计算资源并不仅仅体现在电费账单上，它还直接影响系统的响应时间。你有没有遇到过访问一个网站时，页面加载缓慢，让你心急如焚？这很大程度上与后台的计算效率有关。

Cloudflare在优化trie结构后，明显提升了系统的响应速度。

举个通俗的例子，如果原本的哈希表是一个在黑夜中摸索东西的场景，那优化后的trie结构就是在白天找东西——路径明确，操作直观，不浪费多余的时间。这种提升，虽然看起来只是毫秒级的，但在每天处理数以亿计的请求时，省下来的时间就变得非常可观了。

3. 别小看每一次小改动

也许你会问：“这1%的优化，真有那么重要吗？” Cloudflare给出的答案是肯定的。别看只是1%，但在他们这种大规模系统中，每天的请求数以亿计，这1%就意味着节省了大量的服务器计算资源。试想，如果你每天的电费能减少1%，一年下来呢？这可是一笔不小的费用。

而且，从另一个角度看，任何微小的改动都有可能是更大优化的开始。Cloudflare的工程师们通过这次的优化，深入分析了系统中的其他潜在问题，发掘出更多可以提升的地方。这就像是修车时，你发现一个小问题，结果一修就发现了更多的隐患，最后车子不仅恢复了正常，还比以前跑得更快。

4. 现在，从你的小项目开始优化吧

当然，Cloudflare的规模可能让很多普通开发者觉得遥不可及，但这并不意味着我们不能从中学到东西。你手上的小项目同样可以从数据结构、代码效率等方面着手进行优化。

比如，如果你正在处理大量的字符串数据，不妨考虑一下是否可以用trie这种结构来提升效率。或者你可以先从代码的性能分析开始，看看有没有哪个部分的计算特别耗时。通过一点点的优化，哪怕最终只提升了1%，也会让你长期受益。不过，注意，过早优化，依然是万恶之源，先使用优雅的代码实现，上线后做性能瓶颈分析才是正道，换句话说，一个只有 10 几个 PV的地方，那么是再好的数据结构和算法，也很难体现出商业成本上的价值。

5. 未来的路：每一秒都很重要

在如今这个对速度要求极高的互联网时代，每一秒、甚至每一毫秒的节省都至关重要。你以为的“小改动”，可能就是让你的服务脱颖而出的关键。

Cloudflare通过这些小优化，每天节省的计算资源不仅让他们的服务更加高效，也给其他同行树立了一个榜样：技术上的进步不一定是依靠大刀阔斧的改革，有时候，从细微处着手，能带来同样惊人的效果。

不知道，你是否也开始思考自己项目中的那些“隐形”问题了呢？或许，你已经意识到了一些可以优化的地方，但还没来得及动手。那为什么不从今天开始，试着优化一两个小地方呢？也许下次的1%提升，就来自于你的一点点努力。

这个世界上没有小优化，只有还没被发现的优化。