本文摘自：《成為臉書》，三采文化出版
有了這麼多硬體之後，還需要軟體才能讓這些機器活過來。
大部分的軟體程式都在Facebook的伺服器中，最重要、最鼎鼎大名的數據庫技術如MySQL與memcache，是Facebook自己建造的關聯及物件管理系統TAO（The Associations and Objects），用來追蹤數以兆計的資訊（包括人、東西與評論）與關係（例如張三是李四的朋友，李四剛剛在雪梨歌劇院打卡，張三在李四的Facebook上按讚），以應付每一秒鐘的數十億個請求；另外還有特別製作並貼切地稱為「稻草堆」（Haystack）的系統，要隨時要存取數百億筆照片和影片資料。
如果每一次都要到特定的數據中心找特定的伺服器，才能找出你想看的那張照片，就連稻草堆系統也招架不住，所以Facebook用了一種叫做「暫存」（caching）的軟體技術，把最常用的資訊存在網路各地：第一次要求存取照片時（比如朋友的度假照片），並不會暫存到各處，而是必須從Facebook數據中心的原始伺服器中取出，但是當它透過網際網路傳給你時，就會在那個數據中心的數位入口做第一次暫存；然後再透過全球數千個網際網路交流道，找到最靠近用戶網路位置的地方，存入周邊暫存器（edge cache），然後再送到你的手機或電腦。下一次你要看這張照片時，直接從你的設備上取用就可以。如果你有個朋友也和你在同一個網路空間中，也想看這張照片，系統就會去這個周邊暫存器取用，即使是在世界另外一個角落有人想看這張照片，也不需要回到最初的伺服器找照片，在數據中心的數位入口就有原始的暫存版了。
這種方式在Facebook運作地特別好，理由有二：
人們想從Facebook取得內容（讀取資料，暫存的功能可以應付）的比例，是想撰寫內容（寫入資料）的500倍（寫入資料就得一路回到Facebook數據中心，在只存一個真實資料的資料庫操作）。
Facebook最受歡迎資料的取用規模遠比其他服務大得多：根據Facebook隨機抽取260萬張被瀏覽的照片研究，75%的用戶只想看其中3.73%的照片。
因此，暫存機制對Facebook很重要，也大幅改善了用戶取用照片的效率。下圖說明了，在每一層的暫存網路中，取用一張照片要經過的過程。
這說明了為什麼暫存機制如此重要：每次用戶提出取用數據的請求，原始伺服器只要處理9.9%，如果沒有暫存機制，伺服器的負擔就要放大十倍。
但這還不是伺服器與數據庫的全部工作。薛朗佛團隊的重要工作還包括打造與優化使用者經驗。這幾年最複雜的工作是要考慮數萬種型號的手機，其中大部分都是Google發展出來的安卓系統，還要考慮全球各地各式各樣的網路條件。
Facebook從2007年推出第一個經過優化的手機網站，2008年發布第一個蘋果iOS版本，2009年發布安卓版本，到2011年改寫蘋果手機版本，然後2022年又全面改寫，將服務效能提升了一倍，並大幅改善可靠性，直到2015年，針對新興市場又推出了全新的Facebook輕量版，這個團隊以100毫秒為單位，斤斤計較，從你打開程式、連接網路、取用數據、評估動態消息的新螢幕、或收發訊息時，都希望你有最好的體驗。這個團隊還創造了一個自動化系統，可以模擬各種不同的設備與網路環境，以自動測試各種變化。
這些軟硬體整合工作看起來好像都有點神祕難解，所以讓我們來看看幾個具體的專案，Facebook用戶應該會覺得比較熟悉。
Facebook數位工廠的偉大科技成就
兩年增加4億8千5百萬名用戶。記得在2009年底，Facebook一年增加的用戶就比先前五年半都多嗎？為了成就這個大業，Facebook成立了第一個量身打造的數據中心，還針對一種網路上最通用的開發語言推出自己的高效率優化系統（優化對象包括前端的PHP和虛擬機器），還把伺服器效能提升了六倍以上，等於是買了六倍以上的伺服器。Facebook不只大幅擴充基礎建設，同時也大幅提升效能。
這些努力的結果如何？這個團隊完美地服務了在2010年到2011年新增的4億8千5百萬名用戶，這是Facebook歷史上最瘋狂成長的二十四個月，前所未有，也是唯一僅見。
你也許會想，Facebook大概會把所有的技術藏起來，就像可口可樂把配方藏得如此嚴密一般。但並非如此，Facebook把所有結果就捐出來了，例如將HipHop和HHVM分享到開放原始碼社群，而且在2011年4月宣布開放運算計畫（Open Compute Project，海林格的研發成果），這是硬體產業中第一次有人將所有的數據中心設計細節，從伺服器到儲存設計、網路架構，甚至到建築物的規劃，完全分享給產業中的其他人，包括蘋果公司、微軟及Google。
這些技術對Facebook很重要，但不如更大的技術社群也能擁有這些技術重要，因為更重要的是，進一步讓所有人的效能同時提升。
為了更大社群的利益把技術分享出來，Facebook因此加入了喬納斯．索爾克（Jonas Salk）及特斯拉的行列，索爾克並未申請小兒麻痹症疫苗的專利，而特斯拉也把所有的電動車專利和大家分享。
整合 ：還記得Instagram在2013年進行了一次基礎建設大改造，當時已經有2億名用戶和超過200億張照片？其實我也不記得。那是因為，這個為期一年的計畫，是要將Instagram的基礎建設從亞馬遜雲端服務（AWS，這是一種賣給沒有自己團隊的公司的雲端服務）搬到Facebook的基礎建設上，整個轉移過程進行得非常順利。
Instagram的基礎建設團隊和Facebook團隊聯手，完成這個非常複雜的轉換過程，並已經成為一個教科書案例。他們必須讓服務在上線的狀態下，完成兩個步驟的轉移工作，而且在過程中，還得增加規模、速度與可靠性的優勢，以避免Instagram在2012年時，因為東岸暴風雪導致網站停擺。到了2016年12月，用戶已經超過6億人，照片也高達4千萬張。
實況影片 ：我們都知道Facebook創造了革命性的照片分享機制，以及背後需要的龐大儲存空間以及伺服器基礎建設。現在繼續想像一下，如果現在還要再加上每天超過800億次的影片瀏覽，並以人工智慧自動分析與壓縮上傳影片的不同部分，還要用能產出最高品質與最小尺寸的編碼技術，會對原有的基礎建設帶來多大的衝擊與複雜度？或者再想想，要如何找到更創新的方式來壓縮、儲存及播放影片相關的自適性串流技術（adaptive bit rate streaming），例如速度要求三倍以上，或檔案更大的虛擬實境全角度影片？
根據思科公司的說法，到了2019年，八成以上的網路流量都會是影片，複雜程度無需多說。但再怎麼複雜，可能都敵不過要如何幫知名動作演員馮迪索（Vin Diesel）用他的手機，直播自己正在讀的最新電影腳本的感想，同時讓而他的1億Facebook粉絲中有100萬人正順利收看。
對於直播，Facebook系統不再有相對的餘暇，可以慢慢應付用戶上傳影片、再小心解碼，然後儲存起來，等有人想看時再播放。
直播必須在兩、三秒內完成這些工作，從馮迪索開口說話，粉絲立刻聽到與評論，然後馮迪索馬上回應之間，都不能出現延遲現象。可惜，由於馮迪索和Facebook上的其他名人與公眾人物大受歡迎，因為粉絲可以在自己的動態消息中直接收看，他們的粉絲愛死了實況轉播，這為Facebook的工程團隊帶來了可愛的「狂奔羊群」（thundering herd）問題，因為粉絲一來就像潮水一樣淹沒了實況轉播的流媒體伺服器（streaming server）。所以工程團隊必須回到暫存架構並建立系統，讓這些粉絲的影片請求轉送到各個粉絲所在地的周邊暫存器，並讓流媒體伺服器把影片送到各個周邊暫存器讓粉絲存取，每個暫存伺服器大約要同時應付20萬個收視用戶，同時要確保周邊暫存器能應付每一個後來的粉絲要求，這樣就能降低流媒體伺服器98%的工作負荷，並確保在馮迪索與粉絲之間沒有任何障礙。
