在上篇文章中，主要說(shuō)了架構(gòu)設(shè)計(jì)模式中的兩種昼汗，既：?jiǎn)螏?kù)單應(yīng)用模式肴熏、內(nèi)容分發(fā)模式，接下來(lái)介紹另外三種架構(gòu)模式顷窒，分別為：查詢(xún)分離蛙吏、微服務(wù)、多級(jí)緩存鞋吉。
1. 查詢(xún)分離
這種主要解決的痛點(diǎn)是單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)壓力過(guò)大鸦做，從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)緩慢甚至超時(shí)，查詢(xún)的響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)的問(wèn)題谓着，也包括需要大量數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算資源的業(yè)務(wù)查詢(xún)請(qǐng)求泼诱。這個(gè)您可以認(rèn)為是單庫(kù)單應(yīng)用模式的升級(jí)版本，也是絕大多數(shù)公司技術(shù)架構(gòu)迭代演進(jìn)過(guò)程中的必由之路赊锚。 這種模式的一般設(shè)計(jì)見(jiàn)下圖：
如上圖所示治筒，這種模式較單庫(kù)單應(yīng)用與內(nèi)容分發(fā)多了幾個(gè)部分屉栓，一個(gè)是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了主從分離，另一個(gè)是引入了ES耸袜，為什么要這樣友多？都解決了哪些問(wèn)題，下面具體結(jié)合業(yè)務(wù)需求場(chǎng)景進(jìn)行敘述堤框。
場(chǎng)景一：全文檢索
我想這個(gè)業(yè)務(wù)域滥，大多數(shù)應(yīng)用都會(huì)有，如果您使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)技術(shù)胰锌，大部分可能都會(huì)使用像like這種的SQL語(yǔ)句骗绕，高級(jí)一一些可能是先分詞藐窄，后通過(guò)分詞index相關(guān)的記錄资昧，弊端是SQL語(yǔ)句的性能與全表掃描機(jī)制導(dǎo)致了非常嚴(yán)重的性能問(wèn)題，現(xiàn)在基本上很少見(jiàn)到荆忍。
這里的ES(ElasticSearch)格带，是一種查詢(xún)引擎，類(lèi)似的還有Solr等刹枉，ES較Solr配置簡(jiǎn)單叽唱、使用起來(lái)更方便，所以這里選用了它微宝。另外棺亭，ES這種引擎支持橫向擴(kuò)展，理論上沒(méi)有性能的瓶頸蟋软。同時(shí)镶摘，它還支持各種插件、自定義分詞器等岳守，可擴(kuò)展性非常強(qiáng)凄敢。在這里，使用ES不僅可以完全替代數(shù)據(jù)庫(kù)完成全文檢索功能湿痢，還可以實(shí)現(xiàn)分頁(yè)涝缝、排序、分組譬重、分面等功能拒逮。具體的，請(qǐng)同學(xué)們自行學(xué)習(xí)臀规。那怎么用呢滩援？一般的流程是這樣的：
- 服務(wù)端把一條業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)落庫(kù)落表
- 服務(wù)端異步把該條數(shù)據(jù)發(fā)送到ES
- ES把該條記錄按照事先寫(xiě)入的規(guī)則、配置放入自己的索引庫(kù)中
- 客戶(hù)端查詢(xún)的時(shí)候以现，由服務(wù)端把這個(gè)請(qǐng)求先發(fā)送到ES狠怨，得到數(shù)據(jù)后约啊，根據(jù)需求進(jìn)行拼裝、組合數(shù)據(jù)佣赖，返回給客戶(hù)端
實(shí)際中具體怎么用恰矩，還請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)實(shí)際情況酌情做組合、取舍憎蛤。
場(chǎng)景二：海量的普通查詢(xún)
普通查詢(xún)是指我們的業(yè)務(wù)邏輯中的大部分輔助性的查詢(xún)外傅，如：取錢(qián)的時(shí)候必先查詢(xún)一下余額，根據(jù)用戶(hù)的ID查詢(xún)用戶(hù)的相關(guān)記錄俩檬，取得該用戶(hù)最新的一條取錢(qián)記錄等萎胰。我們肯定是要天天要用的，而且用的還非常多棚辽。同時(shí)呢技竟，我們的寫(xiě)入請(qǐng)求也是巨多的，導(dǎo)致大量的寫(xiě)入屈藐、查詢(xún)操作壓向同一數(shù)據(jù)庫(kù)榔组，然后，數(shù)據(jù)庫(kù)掛了联逻，系統(tǒng)也掛了搓扯，領(lǐng)導(dǎo)必然生氣了，你被開(kāi)除了包归，還不起房貸了锨推，露宿街頭了，你的老婆跟別人跑了公壤，......
不敢想换可，所以這個(gè)就要求我們必須分散數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力，一個(gè)業(yè)界較成熟的方案就是數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫(xiě)分離境钟，寫(xiě)的時(shí)候入主庫(kù)锦担，讀的時(shí)候從從庫(kù)讀。這樣就把壓力分散到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)中了慨削，如果一個(gè)讀庫(kù)性能不行洞渔，扛不住壓力的話(huà)，可以一主多從缚态，橫向擴(kuò)展磁椒。可謂是一劑良藥懊德浆熔！那怎么使用呢？一個(gè)一般的流程是這樣的：
- 服務(wù)端把一條業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)落庫(kù)
- 數(shù)據(jù)庫(kù)同步或異步或半同步把該條數(shù)據(jù)復(fù)制到從庫(kù)
- 服務(wù)端讀數(shù)據(jù)的時(shí)候直接去從庫(kù)讀相應(yīng)的數(shù)據(jù)
看起來(lái)比較簡(jiǎn)單吧桥帆，一些聰明的医增、愛(ài)思考的慎皱、上進(jìn)的、有老婆的同學(xué)可能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題了叶骨，也包括上面介紹的場(chǎng)景一茫多，就是延遲的問(wèn)題，如：數(shù)據(jù)還沒(méi)有到從庫(kù)忽刽，我就馬上讀天揖，那么是讀不到的，會(huì)發(fā)生問(wèn)題的跪帝。
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題今膊，各家公司解決的思路不一樣，方法不盡相同伞剑。一個(gè)普遍的解決方案是：讀不到就讀主庫(kù)斑唬，當(dāng)然這么說(shuō)也是有前提條件的，但具體的方案這里就不一一展開(kāi)了纸泄，我可能會(huì)在接下來(lái)的分享中詳解各種方案赖钞。
另外，關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)制模式聘裁，還請(qǐng)同學(xué)們自行進(jìn)行學(xué)習(xí)，太多了太多了弓千，這里說(shuō)不清衡便。該總結(jié)一下這種模式的優(yōu)缺點(diǎn)的了，如下：
優(yōu)點(diǎn)：減少數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力洋访，理論上可以提供無(wú)限高的讀性能镣陕，間接提高業(yè)務(wù)(寫(xiě))的性能，專(zhuān)用的查詢(xún)姻政、索引呆抑、全文(分詞)解決方案。
缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)的延遲汁展，數(shù)據(jù)一致性的保證較難鹊碍。
2. 微服務(wù)
上面的模式看似不錯(cuò)，解決了性能問(wèn)題食绿，我終于可以不用露宿街頭了侈咕、老婆還是我的，哈哈器紧。但是
軟件系統(tǒng)天生的復(fù)雜性決定了耀销，除了性能，還有其他例如高可用铲汪、健壯性等大量問(wèn)題等待我們解決熊尉，再加上各個(gè)部門(mén)間的撕逼罐柳、扯皮，更讓我們碼農(nóng)雪上加霜狰住，所以
繼續(xù)吧......
微服務(wù)可以說(shuō)是最近的熱點(diǎn)硝清，花花綠綠、大大小小转晰、國(guó)內(nèi)國(guó)外的公司都在鼓吹芦拿，實(shí)踐這個(gè)模式，可是大部分都沒(méi)有弄清楚為什么要這么做查邢，也并不知道這么做有什么好處蔗崎、壞處，在這里扰藕，我將以我自己的親身實(shí)踐說(shuō)一下我對(duì)這個(gè)模式的看法缓苛。隨著業(yè)務(wù)與人員的增加，遇到了如下的問(wèn)題：
- 單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)請(qǐng)求量大量增加邓深，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)壓力變大
- 數(shù)據(jù)庫(kù)一旦掛了未桥，那么整個(gè)業(yè)務(wù)都掛了
- 業(yè)務(wù)代碼越來(lái)越多，都在一個(gè)GIT里芥备，越來(lái)越難以維護(hù)
- 代碼腐化嚴(yán)重冬耿、臭味越來(lái)越濃
- 上線(xiàn)越來(lái)越頻繁，經(jīng)常是一個(gè)小功能的修改萌壳，就要整個(gè)大項(xiàng)目要重新編譯
- 部門(mén)越來(lái)越多亦镶，該哪個(gè)部門(mén)改動(dòng)大項(xiàng)目中的哪個(gè)東西，撕逼的厲害
- 其他一些外圍系統(tǒng)直接連接數(shù)據(jù)庫(kù)袱瓮，導(dǎo)致一旦數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化缤骨，所有的相關(guān)系統(tǒng)都要通知，甚至對(duì)修改不敏感的系統(tǒng)也要通知
- 每個(gè)應(yīng)用服務(wù)器需要開(kāi)通所有的權(quán)限尺借、網(wǎng)絡(luò)绊起、FTP、各種各樣的燎斩，因?yàn)槊總€(gè)服務(wù)器部署的應(yīng)用都是一樣的
- 作為架構(gòu)師虱歪，我已經(jīng)失去了對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的把控......
為了解決上述問(wèn)題，我司使用了微服務(wù)模式瘫里，這種模式的一般設(shè)計(jì)見(jiàn)下圖：
如上圖所示实蔽，我把業(yè)務(wù)進(jìn)行分塊，做了垂直切分谨读，切成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)局装，每個(gè)系統(tǒng)各自衍化，有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存铐尚、ES等輔助系統(tǒng)拨脉，系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)交互通過(guò)RPC，異步交互通過(guò)MQ宣增，通過(guò)這種組合玫膀，共同完成整個(gè)系統(tǒng)功能。
那么爹脾，這么做是否真的解決上述問(wèn)題了呢帖旨？不玩虛的，一個(gè)個(gè)來(lái)說(shuō)灵妨。對(duì)于問(wèn)題一解阅，由于拆分成了多個(gè)子系統(tǒng)，系統(tǒng)上的壓力被分散了泌霍，而各個(gè)子系統(tǒng)都有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例货抄，所以數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力變小。
對(duì)于問(wèn)題二朱转，一個(gè)子系統(tǒng)A的數(shù)據(jù)庫(kù)掛了蟹地，只是影響到系統(tǒng)A和使用系統(tǒng)A的那些功能，不會(huì)所有的功能不可用藤为，從而解決一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)掛了怪与，導(dǎo)致所有功能不可用的問(wèn)題。
問(wèn)題三凉蜂、四琼梆，也因?yàn)椴鸱值玫搅私鉀Q，各個(gè)子系統(tǒng)有自己獨(dú)立的GIT代碼庫(kù)窿吩，不會(huì)相互影響。通用的模塊可通過(guò)庫(kù)错览、服務(wù)纫雁、平臺(tái)的形式解決。
問(wèn)題五倾哺，子系統(tǒng)A發(fā)生改變轧邪，需要上線(xiàn)，那么我只需要編譯A羞海，然后上線(xiàn)就可以了忌愚，不需要其他系統(tǒng)做同樣的事情。
問(wèn)題六却邓，順應(yīng)了康威定律硕糊，我部門(mén)該干什么事、輸出什么，也通過(guò)服務(wù)的形式暴露出來(lái)简十，我部只管把我部的職責(zé)檬某、軟件功能做好就可以。
問(wèn)題七螟蝙，所有需要我部數(shù)據(jù)的需求恢恼，都通過(guò)接口的形式發(fā)布出去，客戶(hù)通過(guò)接口獲取數(shù)據(jù)胰默，從而屏蔽了底層數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)场斑，甚至數(shù)據(jù)來(lái)源，我部只需保證我部的接口契約沒(méi)有發(fā)生變化即可牵署，新的需求增加新的接口漏隐，不會(huì)影響老的接口。
問(wèn)題八碟刺，不同的子系統(tǒng)需要不同的權(quán)限锁保，這個(gè)問(wèn)題也優(yōu)雅的解決了。
問(wèn)題九半沽，暫時(shí)控制住了復(fù)雜性爽柒，我只需控制好大的方面，定義好系統(tǒng)邊界者填、接口浩村、大的流程，然后再分而治之占哟、逐個(gè)擊破心墅、合縱連橫。
目前來(lái)說(shuō)榨乎，所有問(wèn)題得到解決怎燥！bingo!
但是，這么做還會(huì)有許多其他的副作用會(huì)隨之產(chǎn)生蜜暑，如RPC铐姚、MQ的超高穩(wěn)定性、超高性能肛捍，網(wǎng)絡(luò)間的延遲隐绵，數(shù)據(jù)一致性等問(wèn)題，這里就不展開(kāi)來(lái)講了拙毫，太多了依许，一本書(shū)(厚)都講不完。
另外缀蹄，對(duì)于這個(gè)模式來(lái)說(shuō)峭跳，最難把握的應(yīng)該是度膘婶，切記不要切分過(guò)細(xì)，我見(jiàn)過(guò)一個(gè)功能一個(gè)子系統(tǒng)坦康，上百個(gè)方法分成上百個(gè)子系統(tǒng)的竣付，真的是太過(guò)度了。實(shí)踐中滞欠，一個(gè)目前較為可行的方法是：能不分就不分古胆，除非有非常必要的理由！筛璧。
優(yōu)點(diǎn)：相對(duì)高性能逸绎，可擴(kuò)展性強(qiáng)，高可用夭谤，適合于中等以上規(guī)模公司架構(gòu)棺牧。
缺點(diǎn)：復(fù)雜、度不好把握朗儒。指不僅需要一個(gè)能在高層把控大方向颊乘、大流程、總體技術(shù)的人醉锄，還需要針對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)乏悄。把握不好度或者濫用的話(huà)，這個(gè)模式適得其反恳不！
3.多級(jí)緩存
這個(gè)模式可以說(shuō)是應(yīng)對(duì)超高查詢(xún)壓力的一種普遍采用的策略檩小，基本的思想就是在所有鏈路的地方，盡能加緩存就加緩存烟勋，如下圖所示：
如上圖所示规求，一般在三個(gè)地方加入，一個(gè)是客戶(hù)端處卵惦，一個(gè)是API網(wǎng)關(guān)處阻肿，一個(gè)是具體的后端業(yè)務(wù)處，下面分別介紹沮尿。
客戶(hù)端處：這個(gè)地方加緩存可以說(shuō)是效果最好的---無(wú)延遲冕茅。因?yàn)椴挥媒?jīng)過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)鏈條去后端業(yè)務(wù)處獲取數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致加載時(shí)間過(guò)長(zhǎng)蛹找，客戶(hù)流失等損失。雖然有CDN的支持哨坪，但是從客戶(hù)端到CDN還是有網(wǎng)絡(luò)延遲的庸疾，雖然不大。具體的技術(shù)依據(jù)不同的客戶(hù)端而定当编，對(duì)于WEB來(lái)講届慈，有瀏覽器本地緩存、Cookie、Storage金顿、緩存策略等技術(shù)臊泌；對(duì)于A(yíng)PP來(lái)講，有本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)揍拆、本地文件渠概、本地內(nèi)存、進(jìn)程內(nèi)緩存支持嫂拴。以上提到的各種技術(shù)有興趣的同學(xué)可以繼續(xù)展開(kāi)來(lái)學(xué)習(xí)播揪。如果客戶(hù)端緩存沒(méi)有命中，那么就會(huì)去后端業(yè)務(wù)拿數(shù)據(jù)筒狠，一般來(lái)講猪狈，都會(huì)有個(gè)API網(wǎng)關(guān)芋簿，在這里加緩存也是非常有必要的购公。
API網(wǎng)關(guān)處：這個(gè)地方加緩存的好處是不用把請(qǐng)求發(fā)送到后方欺栗，直接在這里就處理了扇售，然后返回給請(qǐng)求者雾狈。常見(jiàn)的技術(shù)援制，如http請(qǐng)求蚓哩，API網(wǎng)關(guān)用的基本都是nginx尘应，可以使用nginx本身的緩存模塊谁帕，也可以使用Lua+Redis技術(shù)定制化峡继。其他的也都大同小異。
后端業(yè)務(wù)處：這個(gè)我想就不用多說(shuō)了匈挖，大家應(yīng)該差不多都知道碾牌，什么Redis,Memcache,Jvm內(nèi)等等，不熬述了儡循。
實(shí)踐中舶吗，要結(jié)合具體的實(shí)際情況，綜合利用各級(jí)緩存技術(shù)择膝，使得各種請(qǐng)求最大程度的在到達(dá)后端業(yè)務(wù)之前就被解決掉誓琼，從而減少后端服務(wù)壓力、減少占用帶寬肴捉、增強(qiáng)用戶(hù)體驗(yàn)腹侣。至于是否只有這三個(gè)地方加緩存，我覺(jué)得要活學(xué)活用齿穗，心法比劍法重要傲隶！總結(jié)一下這個(gè)模式的優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：抗住大量讀請(qǐng)求，減少后端壓力窃页。
缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題較突出跺株，容易發(fā)生雪崩复濒，即：如果客戶(hù)端緩存失效、API網(wǎng)關(guān)緩存失效乒省，那么所有的大量請(qǐng)求瞬間壓向后端業(yè)務(wù)系統(tǒng)巧颈，后果可想而知。
本次分享的中篇到此結(jié)束袖扛，接下來(lái)的下篇將介紹最后三種模式：分庫(kù)分表模式砸泛、彈性伸縮模式、多機(jī)房模式攻锰，相對(duì)來(lái)講技術(shù)含量更高晾嘶，敬請(qǐng)期待！
