是什么毡泻？

架構(gòu)的本質(zhì)

架構(gòu)的本質(zhì)就是打造對(duì)業(yè)務(wù)和技術(shù)變化友好的有序系統(tǒng)拼弃。

系統(tǒng)由要素和連接關(guān)系組成斩萌，通過(guò)合理的“分”與“合”，把原先鐵板一塊的系統(tǒng)變成一個(gè)富有彈性的結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)肉渴。這樣，系統(tǒng)的復(fù)雜性有效地分解了带射，系統(tǒng)的有序度大幅度地提升了同规。

架構(gòu)的分類

一般來(lái)說(shuō)，主要分為業(yè)務(wù)架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)窟社。

開發(fā)的痛點(diǎn)主要由業(yè)務(wù)架構(gòu)來(lái)解決券勺，機(jī)器的痛點(diǎn)主要由技術(shù)架構(gòu)來(lái)解決。

業(yè)務(wù)架構(gòu)

就是講清楚核心業(yè)務(wù)場(chǎng)景的處理過(guò)程灿里，給出業(yè)務(wù)模塊的劃分（應(yīng)用）和依賴關(guān)系（應(yīng)用調(diào)用）关炼。

技術(shù)架構(gòu)

就是保障應(yīng)用的穩(wěn)定運(yùn)行。

好的架構(gòu)師

為什么钠四？

使系統(tǒng)配置和功能完整一致正交盗扒、高性能、高可用缀去、高擴(kuò)展侣灶、高安全、可監(jiān)控缕碎、能耗低

怎么樣褥影？

配置和功能完整一致正交

劃分服務(wù)邊界時(shí)，要保證服務(wù)配置和功能完整咏雌，這樣才能支撐一個(gè)完整的業(yè)務(wù)領(lǐng)域凡怎；服務(wù)的配置和功能要一致，誰(shuí)擁有配置赊抖，誰(shuí)就負(fù)責(zé)提供相應(yīng)的功能统倒；如果是基礎(chǔ)服務(wù)，它們處于調(diào)用鏈的底層氛雪，服務(wù)之間不會(huì)有任何的調(diào)用關(guān)系房匆，它們之間是正交的。

高性能

常用性能數(shù)據(jù)

降低響應(yīng)時(shí)間（處理一個(gè)信息的時(shí)間）

優(yōu)化處理單個(gè)請(qǐng)求路徑上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理速度

短事務(wù)；使用更好的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)浴鸿；通過(guò)緩存來(lái)代替數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)井氢；通過(guò)索引，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)查詢岳链。

并行處理單個(gè)請(qǐng)求

計(jì)算可并行花竞，把一個(gè)請(qǐng)求分解為多個(gè)子請(qǐng)求，內(nèi)部使用多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)處理子請(qǐng)求掸哑，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行合并约急。這個(gè)在很多情況下并不可行，例如MapReduce 也有使用場(chǎng)景的限制举户。

提高吞吐率（單位時(shí)間內(nèi)處理信息的總量）

同時(shí)處理多個(gè)請(qǐng)求

同一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部烤宙，利用多進(jìn)程、多線程技術(shù)俭嘁；水平擴(kuò)展多個(gè)實(shí)例（無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)（往往需要很大改造））躺枕。

請(qǐng)求處理異步化

通過(guò)消息系統(tǒng)對(duì)流量進(jìn)行削峰，系統(tǒng)先把請(qǐng)求存起來(lái)供填，然后再在后臺(tái)慢慢處理拐云；在處理核心業(yè)務(wù)時(shí)，把相對(duì)不核心的邏輯做異步化處理近她。

會(huì)導(dǎo)致處理結(jié)果不能實(shí)時(shí)返回叉瘩，有時(shí)候會(huì)影響到用戶體驗(yàn)，而且對(duì)程序的改造也會(huì)比較大粘捎。

高可用

業(yè)務(wù)架構(gòu)

此處高可用更多地指可復(fù)用薇缅。

復(fù)用的分類

技術(shù)復(fù)用

代碼級(jí)復(fù)用。這里包括自己打包的類庫(kù)攒磨，第三方提供的 SDK泳桦，還有各種算法封裝等。我們的代碼可以直接調(diào)用它們娩缰，物理上也和我們的應(yīng)用打包在一起灸撰，運(yùn)行在同一個(gè)進(jìn)程里。代碼級(jí)復(fù)用是最低層次的復(fù)用拼坎，可以把它當(dāng)作你自己源代碼的一部分浮毯。

技術(shù)組件復(fù)用。這些組件有自己封裝的泰鸡，更多的是大量開源的中間件债蓝，比如 Redis、MQ盛龄、Dubbo 等惦蚊；組件也包括各種開發(fā)框架器虾，比如 Spring Cloud讯嫂。這些基礎(chǔ)組件技術(shù)復(fù)雜度很高蹦锋，它們的存在，極大地簡(jiǎn)化了我們的開發(fā)工作欧芽。

業(yè)務(wù)復(fù)用

業(yè)務(wù)實(shí)體復(fù)用莉掂。針對(duì)細(xì)分的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，比如訂單千扔、商品憎妙、用戶等領(lǐng)域。它對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行封裝曲楚，將它變成上層應(yīng)用系統(tǒng)可以直接使用的業(yè)務(wù)組件厘唾。

業(yè)務(wù)流程的復(fù)用。針對(duì)的是業(yè)務(wù)線龙誊，它可以把多個(gè)業(yè)務(wù)實(shí)體串起來(lái)抚垃，完成一個(gè)端到端的任務(wù)。比如說(shuō)趟大，下單流程需要訪問(wèn)會(huì)員鹤树、商品、訂單逊朽、庫(kù)存等多個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域罕伯，如果我們把這些調(diào)用邏輯封裝為一個(gè)下單流程服務(wù)，那下單頁(yè)面就可以調(diào)用這個(gè)流程服務(wù)來(lái)完成下單叽讳，而不需要去深入了解下單的具體過(guò)程追他。相比單個(gè)的業(yè)務(wù)實(shí)體復(fù)用，業(yè)務(wù)流程的復(fù)用程度更高岛蚤，業(yè)務(wù)價(jià)值也更大邑狸。

整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)用。比如說(shuō)一個(gè) SaaS 系統(tǒng)（Software-as-a-Service）灭美，它在內(nèi)部做了各種通用化設(shè)計(jì)推溃，允許我們通過(guò)各種參數(shù)配置，得到我們想要的功能届腐；或者說(shuō)一個(gè) PaaS（Platform-as-a-Service）平臺(tái)铁坎，它會(huì)提供可編程的插件化支持，允許我們“嵌入”外部代碼犁苏，實(shí)現(xiàn)想要的功能硬萍。

從技術(shù)復(fù)用到業(yè)務(wù)復(fù)用，越往上围详，復(fù)用程度越高朴乖，復(fù)用產(chǎn)生的價(jià)值也越大祖屏，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)也越復(fù)雜，它能復(fù)用的場(chǎng)景就越有限买羞。

技術(shù)架構(gòu)

衡量標(biāo)準(zhǔn)

系統(tǒng)正常工作的時(shí)間除以總體時(shí)間袁勺。通常用幾個(gè) 9 來(lái)表示，比如 3 個(gè) 9 表示系統(tǒng)在 99.9% 的時(shí)間內(nèi)可用畜普，4 個(gè) 9 表示 99.99% 的時(shí)間內(nèi)可用期丰，這里的正常工作表示系統(tǒng)可以在相對(duì)合理的時(shí)間內(nèi)返回預(yù)計(jì)的結(jié)果。

故障點(diǎn)

故障點(diǎn)可以歸納為三類：

資源不可用吃挑。包括網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器出故障钝荡，網(wǎng)絡(luò)出故障表明節(jié)點(diǎn)連接不上，服務(wù)器出故障表明該節(jié)點(diǎn)本身不能正常工作舶衬。

資源不足埠通。常規(guī)的流量進(jìn)來(lái)，節(jié)點(diǎn)能正常工作逛犹，但在高并發(fā)的情況下端辱，節(jié)點(diǎn)無(wú)法正常工作，對(duì)外表現(xiàn)為響應(yīng)超時(shí)圾浅。

節(jié)點(diǎn)的功能有問(wèn)題掠手。這個(gè)主要體現(xiàn)在我們開發(fā)的代碼上，比如它的內(nèi)部業(yè)務(wù)邏輯有問(wèn)題狸捕，或者是接口不兼容導(dǎo)致客戶端調(diào)用出了問(wèn)題喷鸽；另外有些不夠成熟的中間件，有時(shí)也會(huì)有功能性問(wèn)題灸拍。

架構(gòu)原則

處理線上事故的首要原則是先盡快恢復(fù)業(yè)務(wù)做祝。

正面保障

第一個(gè)設(shè)計(jì)原則是冗余無(wú)單點(diǎn)（主備）。

很多成熟的 HA 方案鸡岗，比如可以選擇 Nginx混槐、HAProxy、LVS 等負(fù)載均衡軟件轩性，能很好地支持雙節(jié)點(diǎn) +Keepalived 部署声登；提供多條通信線路；機(jī)房層面的冗余揣苏；數(shù)據(jù)庫(kù)有成熟的 MHA 方案悯嗓，支持主庫(kù)故障時(shí)，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)主從切換卸察，應(yīng)用可以通過(guò) VIP 訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)脯厨，因此這個(gè)切換過(guò)程對(duì)應(yīng)用也是透明的；Redis 本身就支持集群方式坑质，通過(guò)數(shù)據(jù)的多副本來(lái)支持故障轉(zhuǎn)移合武； Kafka通過(guò)數(shù)據(jù)的多分區(qū)临梗，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)切換，保證系統(tǒng)的可用性稼跳。

第二個(gè)設(shè)計(jì)原則是水平擴(kuò)展（主主）盟庞。

很多時(shí)候，系統(tǒng)的不可用都是因?yàn)榱髁恳鸬模涸诟卟l(fā)的情況下岂贩，系統(tǒng)往往會(huì)整體癱瘓茫经，完全不可用。

對(duì)于無(wú)狀態(tài)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)萎津，比如應(yīng)用層和服務(wù)層來(lái)說(shuō)，水平擴(kuò)展相對(duì)容易抹镊，直接增加機(jī)器锉屈，進(jìn)行健康檢測(cè)，及時(shí)剔除失效節(jié)點(diǎn)垮耳，如Eureka颈渊；對(duì)于有狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)，比如數(shù)據(jù)庫(kù)终佛，我們可以通過(guò)水平分庫(kù)做水平擴(kuò)展俊嗽，不過(guò)這個(gè)需要應(yīng)用一起配合，做比較大的改造铃彰。

Redis 本身就支持集群方式绍豁，它可以通過(guò)多節(jié)點(diǎn)支持處理能力的水平擴(kuò)展； Kafka通過(guò)多節(jié)點(diǎn)部署來(lái)支持處理能力的水平擴(kuò)展牙捉。

減少損失

第三個(gè)原則是柔性事務(wù)竹揍。

在 CAP 理論中，系統(tǒng)的可用性邪铲、一致性和網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性芬位，三個(gè)最多只能保證兩個(gè)，在分布式系統(tǒng)的情況下带到，我們只能在 C 和 A 中選一個(gè)昧碉。

在很多業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，系統(tǒng)的可用性比數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)一致性更重要揽惹，所以在實(shí)踐中被饿，我們更多地使用 BASE 理論來(lái)指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在這里永丝，我們努力實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本可用和數(shù)據(jù)的最終一致锹漱。

柔性事務(wù)具體的實(shí)現(xiàn)方式有很多，比如說(shuō)慕嚷，通過(guò)異步消息在節(jié)點(diǎn)間同步數(shù)據(jù)哥牍。當(dāng)然毕泌，不同的方式闽巩，對(duì) C 和 A 的支持程度是不一樣的霹琼，我們?cè)谠O(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)所踊，要根據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)來(lái)決定具體的方式臼膏。

第四個(gè)原則是系統(tǒng)可降級(jí)扬霜。

限流：讓部分用戶流量進(jìn)入系統(tǒng)處理诈嘿，其它流量直接拋棄免胃。

在 Nginx 中設(shè)置每秒多少個(gè)并發(fā)的限制痹栖，超過(guò)這個(gè)并發(fā)數(shù)蛙奖，Nginx 就直接返回錯(cuò)誤潘酗。

降級(jí)：系統(tǒng)拋棄部分不重要的功能，比如不發(fā)送短信通知雁仲，以此確保核心功能不受影響仔夺。或者針對(duì)具體的功能攒砖，我們?cè)O(shè)置好功能開關(guān)缸兔，讓代碼根據(jù)開關(guān)設(shè)置，靈活決定是否執(zhí)行這部分邏輯吹艇。比如商品搜索惰蜜，在系統(tǒng)繁忙時(shí)，我們可以選擇不進(jìn)行復(fù)雜的深度搜索受神。

熔斷：我們不去調(diào)用出問(wèn)題的服務(wù)抛猖，讓系統(tǒng)繞開故障點(diǎn)，就像電路的保險(xiǎn)絲一樣路克，自己熔斷樟结，切斷通路，避免系統(tǒng)資源大量被占用精算。比如瓢宦，用戶下單時(shí)，如果積分服務(wù)出現(xiàn)問(wèn)題灰羽，我們就先不送積分驮履，后續(xù)再補(bǔ)償。

Spring Cloud 的 Hystrix 組件（開源熔斷框架）

高擴(kuò)展

業(yè)務(wù)架構(gòu)

對(duì)業(yè)務(wù)變化友好廉嚼。

面向業(yè)務(wù)線和業(yè)務(wù)流程玫镐，通過(guò)拆分，實(shí)現(xiàn)模塊劃分怠噪；通過(guò)整合恐似，優(yōu)化模塊連接關(guān)系。如果系統(tǒng)拆分整合得合理傍念，模塊就具有良好的封裝性矫夷，模塊定位明確葛闷，連接關(guān)系清晰，當(dāng)業(yè)務(wù)變化了双藕，只要調(diào)整相應(yīng)模塊的內(nèi)部淑趾，而它的功能接口基本不變，做到對(duì)業(yè)務(wù)變化友好忧陪。

拆分

先考慮垂直拆分扣泊，從大方向上，把不同業(yè)務(wù)線區(qū)分清楚嘶摊，再針對(duì)具體業(yè)務(wù)線延蟹，將業(yè)務(wù)處理流程在業(yè)務(wù)域的維度進(jìn)行水平拆分。

整合

通過(guò)整合更卒，對(duì)多個(gè)模塊進(jìn)行包裝等孵，形成更大粒度的抽象，相當(dāng)于減少了模塊的數(shù)量蹂空；模塊的定位更明確，連接關(guān)系也更清晰果录；新的業(yè)務(wù)線進(jìn)來(lái)上枕，它可以基于業(yè)務(wù)平臺(tái)快速落地。

技術(shù)架構(gòu)

對(duì)資源需求變化友好弱恒。

借助虛擬化和容器化技術(shù)辨萍，可以方便實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)級(jí)別的伸縮。

節(jié)點(diǎn)級(jí)別的伸縮

對(duì)于無(wú)狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)返弹，直接手動(dòng)/自動(dòng)增減節(jié)點(diǎn)就可以锈玉；對(duì)于有狀態(tài)的服務(wù)，需要能夠支持狀態(tài)數(shù)據(jù)的重新分布义起。

系統(tǒng)級(jí)別的伸縮

系統(tǒng)是一個(gè)整體拉背，可以把多個(gè)處理節(jié)點(diǎn)打包在一起（可以是整個(gè)系統(tǒng)），形成一個(gè)資源處理能力分配合理的處理單元默终。這樣可伸縮能力就更高了椅棺。

高安全

可監(jiān)控

對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)變化友好。

無(wú)論采取了多么強(qiáng)大的高可用措施齐蔽，還是不能充分相信系統(tǒng)两疚，還需要借助額外的監(jiān)控來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的問(wèn)題并加以解決。監(jiān)控是第二條保命措施含滴。

Metrics監(jiān)控

健康檢查

某個(gè)應(yīng)用是否存活诱渤。

調(diào)用鏈監(jiān)控

日志監(jiān)控

結(jié)構(gòu)化：k-v形式或json形式，直觀谈况，方便查詢

非結(jié)構(gòu)化：就是一個(gè)字符串

能耗低

當(dāng)業(yè)務(wù)低谷時(shí)勺美，可以快速地減少系統(tǒng)資源递胧，保證系統(tǒng)的低能量消耗。

每臺(tái)機(jī)器提供合理的性能励烦，以便減少機(jī)器谓着，從而降低能耗。

實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高性能和可伸縮坛掠，就表明已經(jīng)最大限度地利用了機(jī)器資源赊锚，那么能耗低就是自然的結(jié)果。

特別鳴謝：

1屉栓、得到平臺(tái)劉潤(rùn)老師

2舷蒲、極客時(shí)間平臺(tái)楊波老師

3、極客時(shí)間平臺(tái)王慶友老師