一. 什么是架構(gòu)和架構(gòu)本質(zhì)
在軟件行業(yè)歹啼,對于什么是架構(gòu)玄渗,都有很多的爭論,每個人都有自己的理解狸眼。此君說的架構(gòu)和彼君理解的架構(gòu)未必是一回事藤树。因此我們在討論架構(gòu)之前,我們先討論架構(gòu)的概念定義拓萌,概念是人認(rèn)識這個世界的基礎(chǔ),并用來溝通的手段,如果對架構(gòu)概念理解不一樣拟糕,那溝通起來自然不順暢。
Linux有架構(gòu)品嚣,MySQL有架構(gòu),JVM也有架構(gòu)钧大,使用Java開發(fā)翰撑、MySQL存儲、跑在Linux上的業(yè)務(wù)系統(tǒng)也有架構(gòu)啊央,應(yīng)該關(guān)注哪一個眶诈?想要清楚以上問題需要梳理幾個有關(guān)系又相似的概念:系統(tǒng)與子系統(tǒng)、模塊與組建瓜饥、框架與架構(gòu):
1.1. 系統(tǒng)與子系統(tǒng)
系統(tǒng):泛指由一群有關(guān)聯(lián)的個體組成逝撬,根據(jù)某種規(guī)則運作,能完成個別元件不能獨立完成的工作能力的群體乓土。
子系統(tǒng):也是由一群關(guān)聯(lián)的個體組成的系統(tǒng)宪潮,多半是在更大的系統(tǒng)中的一部分。
1.2. 模塊與組件
都是系統(tǒng)的組成部分趣苏,從不同角度拆分系統(tǒng)而已坎炼。模塊是邏輯單元,組件是物理單元拦键。
模塊就是從邏輯上將系統(tǒng)分解谣光, 即分而治之, 將復(fù)雜問題簡單化芬为。模塊的粒度可大可小萄金, 可以是系統(tǒng),幾個子系統(tǒng)媚朦、某個服務(wù)氧敢,函數(shù), 類询张,方法孙乖、 功能塊等等。
組件可以包括應(yīng)用服務(wù)份氧、數(shù)據(jù)庫唯袄、網(wǎng)絡(luò)、物理機蜗帜、還可以包括MQ恋拷、容器、Nginx等技術(shù)組件厅缺。
1.3. 框架與架構(gòu)
框架是組件實現(xiàn)的規(guī)范蔬顾,例如:MVC宴偿、MVP、MVVM等诀豁,是提供基礎(chǔ)功能的產(chǎn)品窄刘,例如開源框架:Ruby on Rails、Spring舷胜、Laravel都哭、Django等,這是可以拿來直接使用或者在此基礎(chǔ)上二次開發(fā)欺矫。
框架是規(guī)范,架構(gòu)是結(jié)構(gòu)展氓。
我在這重新定義架構(gòu):軟件架構(gòu)指軟件系統(tǒng)的頂層結(jié)構(gòu)穆趴。
架構(gòu)是經(jīng)過系統(tǒng)性地思考, 權(quán)衡利弊之后在現(xiàn)有資源約束下的最合理決策, 最終明確的系統(tǒng)骨架: 包括子系統(tǒng), 模塊, 組件. 以及他們之間協(xié)作關(guān)系, 約束規(guī)范, 指導(dǎo)原則.并由它來指導(dǎo)團隊中的每個人思想層面上的一致。涉及四方面:
系統(tǒng)性思考的合理決策:比如技術(shù)選型遇汞、解決方案等未妹。
明確的系統(tǒng)骨架:明確系統(tǒng)有哪些部分組成。
系統(tǒng)協(xié)作關(guān)系:各個組成部分如何協(xié)作來實現(xiàn)業(yè)務(wù)請求空入。
約束規(guī)范和指導(dǎo)原則:保證系統(tǒng)有序络它,高效、穩(wěn)定運行歪赢。
因此架構(gòu)師具備能力:理解業(yè)務(wù)化戳,全局把控,選擇合適技術(shù)埋凯,解決關(guān)鍵問題点楼、指導(dǎo)研發(fā)落地實施。
架構(gòu)的本質(zhì)就是對系統(tǒng)進(jìn)行有序化地重構(gòu)以致符合當(dāng)前業(yè)務(wù)的發(fā)展白对,并可以快速擴展掠廓。
那什么樣的系統(tǒng)要考慮做架構(gòu)設(shè)計 技術(shù)不會平白無故的出和自驅(qū)動發(fā)展起來,而架構(gòu)的發(fā)展和需求是基于業(yè)務(wù)的驅(qū)動甩恼。
架構(gòu)設(shè)計完全是為了業(yè)務(wù)蟀瞧,
需求相對復(fù)雜.
非功能性需求在整個系統(tǒng)占據(jù)重要位置.
系統(tǒng)生命周期長,有擴展性需求.
系統(tǒng)基于組件或者集成的需要.
業(yè)務(wù)流程再造的需要.
二. 架構(gòu)分層和分類
架構(gòu)分類可細(xì)分為業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)条摸、技術(shù)架構(gòu), 代碼架構(gòu), 部署架構(gòu)
業(yè)務(wù)架構(gòu)是戰(zhàn)略悦污,應(yīng)用架構(gòu)是戰(zhàn)術(shù),技術(shù)架構(gòu)是裝備屈溉。其中應(yīng)用架構(gòu)承上啟下塞关,一方面承接業(yè)務(wù)架構(gòu)的落地,另一方面影響技術(shù)選型子巾。
熟悉業(yè)務(wù)帆赢,形成業(yè)務(wù)架構(gòu),根據(jù)業(yè)務(wù)架構(gòu)线梗,做出相應(yīng)的應(yīng)用架構(gòu)椰于,最后技術(shù)架構(gòu)落地實施。
如何針對當(dāng)前需求仪搔,選擇合適的應(yīng)用架構(gòu)瘾婿,如何面向未來,保證架構(gòu)平滑過渡烤咧,這個是軟件開發(fā)者偏陪,特別是架構(gòu)師,都需要深入思考的問題煮嫌。
2.1. 業(yè)務(wù)架構(gòu)(俯視架構(gòu)):
包括業(yè)務(wù)規(guī)劃笛谦,業(yè)務(wù)模塊、業(yè)務(wù)流程昌阿,對整個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)進(jìn)行拆分饥脑,對領(lǐng)域模型進(jìn)行設(shè)計,把現(xiàn)實的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化成抽象對象懦冰。
沒有最優(yōu)的架構(gòu)灶轰,只有最合適的架構(gòu),一切系統(tǒng)設(shè)計原則都要以解決業(yè)務(wù)問題為最終目標(biāo)刷钢,脫離實際業(yè)務(wù)的技術(shù)情懷架構(gòu)往往會給系統(tǒng)帶入大坑笋颤,任何不基于業(yè)務(wù)做異想天開的架構(gòu)都是耍流氓。
所有問題的前提要搞清楚我們今天面臨的業(yè)務(wù)量有多大内地,增長走勢是什么樣椰弊,而且解決高并發(fā)的過程,一定是一個循序漸進(jìn)逐步的過程瓤鼻。合理的架構(gòu)能夠提前預(yù)見業(yè)務(wù)發(fā)展1~2年為宜秉版。這樣可以付出較為合理的代價換來真正達(dá)到技術(shù)引領(lǐng)業(yè)務(wù)成長的效果。
看看京東業(yè)務(wù)架構(gòu)(網(wǎng)上分享圖):
2.2. 應(yīng)用架構(gòu)(剖面架構(gòu)茬祷,也叫邏輯架構(gòu)圖):
硬件到應(yīng)用的抽象清焕,包括抽象層和編程接口。應(yīng)用架構(gòu)和業(yè)務(wù)架構(gòu)是相輔相成的關(guān)系祭犯。業(yè)務(wù)架構(gòu)的每一部分都有應(yīng)用架構(gòu)秸妥。
類似:
應(yīng)用架構(gòu):應(yīng)用作為獨立可部署的單元,為系統(tǒng)劃分了明確的邊界沃粗,深刻影響系統(tǒng)功能組織粥惧、代碼開發(fā)、部署和運維等各方面. 應(yīng)用架構(gòu)定義系統(tǒng)有哪些應(yīng)用最盅、以及應(yīng)用之間如何分工和合作突雪。這里所謂應(yīng)用就是各個邏輯模塊或者子系統(tǒng)起惕。
應(yīng)用架構(gòu)圖關(guān)鍵有2點:
①. 職責(zé)劃分: 明確應(yīng)用(各個邏輯模塊或者子系統(tǒng))邊界
邏輯分層
子系統(tǒng)、模塊定義咏删。
關(guān)鍵類惹想。
②. 職責(zé)之間的協(xié)作:
接口協(xié)議:應(yīng)用對外輸出的接口。
協(xié)作關(guān)系:應(yīng)用之間的調(diào)用關(guān)系督函。
應(yīng)用分層有兩種方式:
一種是水平分(橫向)嘀粱,按照功能處理順序劃分應(yīng)用,比如把系統(tǒng)分為web前端/中間服務(wù)/后臺任務(wù)辰狡,這是面向業(yè)務(wù)深度的劃分锋叨。
另一種是垂直分(縱向),按照不同的業(yè)務(wù)類型劃分應(yīng)用宛篇,比如進(jìn)銷存系統(tǒng)可以劃分為三個獨立的應(yīng)用娃磺,這是面向業(yè)務(wù)廣度的劃分。
應(yīng)用的合反映應(yīng)用之間如何協(xié)作些己,共同完成復(fù)雜的業(yè)務(wù)case豌鸡,主要體現(xiàn)在應(yīng)用之間的通訊機制和數(shù)據(jù)格式,通訊機制可以是同步調(diào)用/異步消息/共享DB訪問等段标,數(shù)據(jù)格式可以是文本/XML/JSON/二進(jìn)制等涯冠。
應(yīng)用的分偏向于業(yè)務(wù),反映業(yè)務(wù)架構(gòu)逼庞,應(yīng)用的合偏向于技術(shù)蛇更,影響技術(shù)架構(gòu)。分降低了業(yè)務(wù)復(fù)雜度赛糟,系統(tǒng)更有序派任,合增加了技術(shù)復(fù)雜度,系統(tǒng)更無序璧南。
應(yīng)用架構(gòu)的本質(zhì)是通過系統(tǒng)拆分掌逛,平衡業(yè)務(wù)和技術(shù)復(fù)雜性,保證系統(tǒng)形散神不散司倚。
系統(tǒng)采用什么樣的應(yīng)用架構(gòu)豆混,受業(yè)務(wù)復(fù)雜性影響,包括企業(yè)發(fā)展階段和業(yè)務(wù)特點动知;同時受技術(shù)復(fù)雜性影響皿伺,包括IT技術(shù)發(fā)展階段和內(nèi)部技術(shù)人員水平。業(yè)務(wù)復(fù)雜性(包括業(yè)務(wù)量大)必然帶來技術(shù)復(fù)雜性盒粮,應(yīng)用架構(gòu)目標(biāo)是解決業(yè)務(wù)復(fù)雜性的同時鸵鸥,避免技術(shù)太復(fù)雜,確保業(yè)務(wù)架構(gòu)落地丹皱。
2.3. 數(shù)據(jù)架構(gòu)
數(shù)據(jù)架構(gòu)指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計. 不僅僅要考慮開發(fā)中涉及到的數(shù)據(jù)庫妒穴,實體模型宋税,也要考慮物理架構(gòu)中數(shù)據(jù)存儲的設(shè)計。
2.4. 代碼架構(gòu)(也叫開發(fā)架構(gòu)):
子系統(tǒng)代碼架構(gòu)主要為開發(fā)人員提供切實可行的指導(dǎo)宰翅,如果代碼架構(gòu)設(shè)計不足弃甥,就會造成影響全局的架構(gòu)設(shè)計爽室。比如公司內(nèi)不同的開發(fā)團隊使用不同的技術(shù)椫希或者組件,結(jié)果公司整體架構(gòu)設(shè)計就會失控阔墩。
代碼架構(gòu)主要定義:
①. 代碼單元:
配置設(shè)計
框架嘿架、類庫。
②. 代碼單元組織:
編碼規(guī)范啸箫,編碼的慣例耸彪。
項目模塊劃分
頂層文件結(jié)構(gòu)設(shè)計,比如mvc設(shè)計忘苛。
依賴關(guān)系
2.5. 技術(shù)架構(gòu)
技術(shù)架構(gòu):確定組成應(yīng)用系統(tǒng)的實際運行組件(lvs蝉娜,nginx,tomcat扎唾,php-fpm等)召川,這些運行組件之間的關(guān)系,以及部署到硬件的策略胸遇。
技術(shù)架構(gòu)主要考慮系統(tǒng)的非功能性特征荧呐,對系統(tǒng)的高可用、高性能纸镊、擴展倍阐、安全、伸縮性逗威、簡潔等做系統(tǒng)級的把握峰搪。
系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計要求架構(gòu)師具備軟件和硬件的功能和性能的過硬知識,這也是架構(gòu)設(shè)計工作中最為困難的工作凯旭。
2.6. 部署拓?fù)浼軜?gòu)圖(實際物理架構(gòu)圖):
拓?fù)浼軜?gòu)概耻,包括架構(gòu)部署了幾個節(jié)點,節(jié)點之間的關(guān)系尽纽,服務(wù)器的高可用咐蚯,網(wǎng)路接口和協(xié)議等,決定了應(yīng)用如何運行弄贿,運行的性能春锋,可維護性,可擴展性差凹,是所有架構(gòu)的基礎(chǔ)期奔。這個圖主要是運維工程師主要關(guān)注的對象侧馅。
物理架構(gòu)主要考慮硬件選擇和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),軟件到硬件的映射呐萌,軟硬件的相互影響馁痴。
三. 架構(gòu)級別
我們使用金字塔的架構(gòu)級別來說明,上層級別包含下層:
系統(tǒng)級:即整個系統(tǒng)內(nèi)各部分的關(guān)系以及如何治理:分層
應(yīng)用級:即單個應(yīng)用的整體架構(gòu),及其與系統(tǒng)內(nèi)單個應(yīng)用的關(guān)系等肺孤。
模塊級:即應(yīng)用內(nèi)部的模塊架構(gòu)罗晕,如代碼的模塊化、數(shù)據(jù)和狀態(tài)的管理等赠堵。
代碼級:即從代碼級別保障架構(gòu)實施小渊。
戰(zhàn)略設(shè)計與戰(zhàn)術(shù)設(shè)計
基于架構(gòu)金字塔,我們有了系統(tǒng)架構(gòu)的戰(zhàn)略設(shè)計與戰(zhàn)術(shù)設(shè)計的完美結(jié)合:
戰(zhàn)略設(shè)計:業(yè)務(wù)架構(gòu)用于指導(dǎo)架構(gòu)師如何進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計茫叭。
戰(zhàn)術(shù)設(shè)計:應(yīng)用架構(gòu)要根據(jù)業(yè)務(wù)架構(gòu)來設(shè)計酬屉。
戰(zhàn)術(shù)實施:應(yīng)用架構(gòu)確定以后,就是技術(shù)選型揍愁。
四. 應(yīng)用架構(gòu)演進(jìn)
業(yè)務(wù)架構(gòu)是生產(chǎn)力呐萨,應(yīng)用架構(gòu)是生產(chǎn)關(guān)系,技術(shù)架構(gòu)是生產(chǎn)工具莽囤。業(yè)務(wù)架構(gòu)決定應(yīng)用架構(gòu)谬擦,應(yīng)用架構(gòu)需要適配業(yè)務(wù)架構(gòu),并隨著業(yè)務(wù)架構(gòu)不斷進(jìn)化烁登,同時應(yīng)用架構(gòu)依托技術(shù)架構(gòu)最終落地怯屉。
架構(gòu)演進(jìn)路程:單體應(yīng)用→分布式應(yīng)用服務(wù)化→微服務(wù)
4.1. 單體應(yīng)用
企業(yè)一開始業(yè)務(wù)比較簡單,只應(yīng)用某個簡單場景饵沧,應(yīng)用服務(wù)支持?jǐn)?shù)據(jù)增刪改查和簡單的邏輯即可锨络,單體應(yīng)用可以滿足要求。
典型的三級架構(gòu)狼牺,前端(Web/手機端)+中間業(yè)務(wù)邏輯層+數(shù)據(jù)庫層羡儿。這是一種典型的Java Spring MVC或者Python Django框架的應(yīng)用。其架構(gòu)圖如下所示:
針對單體應(yīng)用是钥,非功能性需求的做法:
性能需求:使用緩存改善性能
并發(fā)需求:使用集群改善并發(fā)
讀寫分離:數(shù)據(jù)庫地讀寫分離
使用反向代理和cdn加速
使用分布式文件和分布式數(shù)據(jù)庫
單體架構(gòu)的應(yīng)用比較容易部署掠归、測試, 在項目的初期悄泥,單體應(yīng)用可以很好地運行虏冻。然而,隨著需求的不斷增加弹囚, 越來越多的人加入開發(fā)團隊厨相,代碼庫也在飛速地膨脹。慢慢地,單體應(yīng)用變得越來越臃腫蛮穿,可維護性庶骄、靈活性逐漸降低,維護成本越來越高践磅。下面是單體架構(gòu)應(yīng)用的一些缺點:
復(fù)雜性高:以一個百萬行級別的單體應(yīng)用為例单刁,整個項目包含的模塊非常多、模塊的邊界模糊府适、 依賴關(guān)系不清晰羔飞、 代碼質(zhì)量參差不齊、 混亂地堆砌在一起细溅∪彀可想而知整個項目非常復(fù)雜儡嘶。每次修改代碼都心驚膽戰(zhàn)喇聊, 甚至添加一個簡單的功能, 或者修改一個Bug都會帶來隱含的缺陷蹦狂。
技術(shù)債務(wù):隨著時間推移誓篱、需求變更和人員更迭,會逐漸形成應(yīng)用程序的技術(shù)債務(wù)凯楔, 并且越積 越多窜骄。“ 不壞不修”摆屯, 這在軟件開發(fā)中非常常見邻遏, 在單體應(yīng)用中這種思想更甚。已使用的系統(tǒng)設(shè)計或代碼難以被修改虐骑,因為應(yīng)用程序中的其他模塊可能會以意料之外的方式使用它准验。
部署頻率低:隨著代碼的增多,構(gòu)建和部署的時間也會增加廷没。而在單體應(yīng)用中糊饱, 每次功能的變更或缺陷的修復(fù)都會導(dǎo)致需要重新部署整個應(yīng)用。全量部署的方式耗時長颠黎、 影響范圍大另锋、 風(fēng)險高, 這使得單體應(yīng)用項目上線部署的頻率較低狭归。而部署頻率低又導(dǎo)致兩次發(fā)布之間會有大量的功能變更和缺陷修復(fù)夭坪,出錯率比較高。
可靠性差:某個應(yīng)用Bug过椎,例如死循環(huán)室梅、內(nèi)存溢出等, 可能會導(dǎo)致整個應(yīng)用的崩潰。
擴展能力受限:單體應(yīng)用只能作為一個整體進(jìn)行擴展竞惋,無法根據(jù)業(yè)務(wù)模塊的需要進(jìn)行伸縮柜去。例如,應(yīng)用中有的模塊是計算密集型的拆宛,它需要強勁的CPU嗓奢;有的模塊則是IO密集型的,需要更大的內(nèi)存浑厚。由于這些模塊部署在一起股耽,不得不在硬件的選擇上做出妥協(xié)。
阻礙技術(shù)創(chuàng)新:單體應(yīng)用往往使用統(tǒng)一的技術(shù)平臺或方案解決所有的問題钳幅, 團隊中的每個成員 都必須使用相同的開發(fā)語言和框架物蝙,要想引入新框架或新技術(shù)平臺會非常困難。
4.2. 分布式
隨著業(yè)務(wù)深入敢艰,業(yè)務(wù)要求的產(chǎn)品功能越來越多诬乞,每個業(yè)務(wù)模塊邏輯也都變得更加復(fù)雜,業(yè)務(wù)的深度和廣度都增加钠导,使得單體應(yīng)用變得越來越臃腫震嫉,可維護性、靈活性逐漸降低牡属,增加新功能開發(fā)周期越來越長票堵,維護成本越來越高。
這時需要對系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)功能模塊拆分逮栅,將各個模塊服務(wù)化悴势,變成一個分布式系統(tǒng)。業(yè)務(wù)模塊分別部署在不同的服務(wù)器上措伐,各個業(yè)務(wù)模塊之間通過接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互特纤。
該架構(gòu)相對于單體架構(gòu)來說,這種架構(gòu)提供了負(fù)載均衡的能力废士,大大提高了系統(tǒng)負(fù)載能力叫潦,解決了網(wǎng)站高并發(fā)的需求。另外還有以下特點:
降低了耦合度:把模塊拆分官硝,使用接口通信,降低模塊之間的耦合度矗蕊。
責(zé)任清晰:把項目拆分成若干個子項目,不同的團隊負(fù)責(zé)不同的子項目氢架。
擴展方便:增加功能時只需要再增加一個子項目傻咖,調(diào)用其他系統(tǒng)的接口就可以。
部署方便:可以靈活的進(jìn)行分布式部署岖研。
提高代碼的復(fù)用性:比如Service層卿操,如果不采用分布式rest服務(wù)方式架構(gòu)就會在手機Wap商城警检,微信商城,PC害淤,Android扇雕,iOS每個端都要寫一個Service層邏輯,開發(fā)量大窥摄,難以維護一起升級镶奉,這時候就可以采用分布式rest服務(wù)方式,公用一個service層崭放。
缺點:系統(tǒng)之間的交互要使用遠(yuǎn)程通信哨苛,接口開發(fā)增大工作量,但是利大于弊币砂。
4.3. 微服務(wù)
緊接著業(yè)務(wù)模式越來越復(fù)雜建峭,訂單、商品决摧、庫存亿蒸、價格等各個模塊都很深入,比如價格區(qū)分會員等級蜜徽,訪問渠道(app還是PC)祝懂,銷售方式(團購還是普通)等,還有大量的價格促銷拘鞋,這些規(guī)則很復(fù)雜,容易相互沖突矢门,需要把分散到各個業(yè)務(wù)的價格邏輯進(jìn)行統(tǒng)一管理盆色,以基礎(chǔ)價格服務(wù)的方式透明地提供給上層應(yīng)用,變成一個微內(nèi)核的服務(wù)化架構(gòu)祟剔,即微服務(wù)隔躲。
微服務(wù)的特點:
易于開發(fā)和維護:一個微服務(wù)只會關(guān)注一個特定的業(yè)務(wù)功能,所以它業(yè)務(wù)清晰物延、代碼量較少宣旱。開發(fā)和維護單個微服務(wù)相對簡單。而整個應(yīng)用是由若干個微服務(wù)構(gòu)建而成的叛薯,所以整個應(yīng)用也會被維持在一個可控狀態(tài)浑吟。
單個微服務(wù)啟動較快:單個微服務(wù)代碼量較少, 所以啟動會比較快耗溜。
局部修改容易部署:單體應(yīng)用只要有修改组力,就得重新部署整個應(yīng)用,微服務(wù)解決了這樣的問題抖拴。一般來說燎字,對某個微服務(wù)進(jìn)行修改,只需要重新部署這個服務(wù)即可。
技術(shù)棧不受限:在微服務(wù)架構(gòu)中候衍,可以結(jié)合項目業(yè)務(wù)及團隊的特點笼蛛,合理地選擇技術(shù)棧。例如某些服務(wù)可使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL蛉鹿;某些微服務(wù)有圖形計算的需求伐弹,可以使用Neo4j;甚至可根據(jù)需要榨为,部分微服務(wù)使用Java開發(fā)惨好,部分微服務(wù)使用Node.js開發(fā)。
微服務(wù)雖然有很多吸引人的地方随闺,但它并不是免費的午餐日川,使用它是有代價的。使用微服務(wù)架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)矩乐。
運維要求較高:更多的服務(wù)意味著更多的運維投入龄句。在單體架構(gòu)中,只需要保證一個應(yīng)用的正常運行散罕。而在微服務(wù)中分歇,需要保證幾十甚至幾百個服務(wù)服務(wù)的正常運行與協(xié)作,這給運維帶來了很大的挑戰(zhàn)欧漱。
分布式固有的復(fù)雜性:使用微服務(wù)構(gòu)建的是分布式系統(tǒng)职抡。對于一個分布式系統(tǒng),系統(tǒng)容錯误甚、網(wǎng)絡(luò)延遲缚甩、分布式事務(wù)等都會帶來巨大的挑戰(zhàn)。
接口調(diào)整成本高:微服務(wù)之間通過接口進(jìn)行通信窑邦。如果修改某一個微服務(wù)的API擅威,可能所有使用了該接口的微服務(wù)都需要做調(diào)整。
重復(fù)勞動:很多服務(wù)可能都會使用到相同的功能冈钦,而這個功能并沒有達(dá)到分解為一個微服務(wù)的程度郊丛,這個時候,可能各個服務(wù)都會開發(fā)這一功能瞧筛,從而導(dǎo)致代碼重復(fù)厉熟。盡管可以使用共享庫來解決這個問題(例如可以將這個功能封裝成公共組件,需要該功能的微服務(wù)引用該組件)驾窟,但共享庫在多語言環(huán)境下就不一定行得通了庆猫。
五. 衡量架構(gòu)的合理性
架構(gòu)為業(yè)務(wù)服務(wù),沒有最優(yōu)的架構(gòu)绅络,只有最合適的架構(gòu)月培,架構(gòu)始終以高效嘁字,穩(wěn)定,安全為目標(biāo)來衡量其合理性杉畜。
合理的架構(gòu)設(shè)計:
5.1. 業(yè)務(wù)需求角度
能解決當(dāng)下業(yè)務(wù)需求和問題
高效完成業(yè)務(wù)需求: 能以優(yōu)雅且可復(fù)用的方式解決當(dāng)下所有業(yè)務(wù)問題
前瞻性設(shè)計: 能在未來一段時間都能以第2種方式滿足業(yè)務(wù)纪蜒,從而不會每次當(dāng)業(yè)務(wù)進(jìn)行演變時,導(dǎo)致架構(gòu)翻天覆地的變化此叠。
5.2. 非業(yè)務(wù)需求角度
①. 穩(wěn)定性猬错。指標(biāo):
高可用:要盡可能的提高軟件的可用性逢唤,我想每個操作人都不愿意看到自己的工作無法正常進(jìn)行著恩。黑盒白盒測試、單元測試片挂、自動化測試闷愤、故障注入測試旬渠、提高測試覆蓋率等方式來一步一步推進(jìn)岳颇。
②. 高效指標(biāo):
文檔化:不管是整體還是部分的整個生命周期內(nèi)都必須做好文檔化,變動的來源包括但不限于BUG释移,需求。
可擴展:軟件的設(shè)計秉承著低耦合的理念去做玩讳,注意在合理的地方抽象涩蜘。方便功能更改、新增和運用技術(shù)的迭代熏纯,并且支持在適時對架構(gòu)做出重構(gòu)同诫。
高復(fù)用:為了避免重復(fù)勞動,為了降低成本樟澜,我們希望能夠重用之前的代碼误窖、之前的設(shè)計。這點對于架構(gòu)環(huán)境的依賴是最大的秩贰。
③. 安全指標(biāo)
安全:組織的運作過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都是具有商業(yè)價值的霹俺,保證數(shù)據(jù)的安全也是刻不容緩的一部分。以免出現(xiàn)XX門之類丑聞毒费。加密丙唧、https等為普遍手段
六. 常見架構(gòu)誤區(qū)
開高走落不到實處
遺漏關(guān)鍵性約束與非功能需求
為虛無的未來埋單而過度設(shè)計
過早做出關(guān)鍵性決策
客戶說啥就是啥成為傳話筒
埋頭干活兒缺乏前瞻性
架構(gòu)設(shè)計還要考慮系統(tǒng)可測性
架構(gòu)設(shè)計不要企圖一步到位
常見誤區(qū)
誤區(qū)1——架構(gòu)專門由架構(gòu)師來做,業(yè)務(wù)開發(fā)人員無需關(guān)注:架構(gòu)的再好觅玻,最終還是需要代碼來落地想际,并且組織越大這個落地的難度越大培漏。不單單是系統(tǒng)架構(gòu),每個解決方案每個項目也由自己的架構(gòu)沼琉,如分層北苟、設(shè)計模式等。如果每一塊磚瓦不夠堅固打瘪,那么整個系統(tǒng)還是會由崩塌的風(fēng)險友鼻。所謂“千里之堤,潰于蟻穴”闺骚。
誤區(qū)2——架構(gòu)師確定了架構(gòu)藍(lán)圖之后任務(wù)就結(jié)束了:架構(gòu)不是“空中樓閣”彩扔,最終還是要落地的,但是架構(gòu)師完全不去深入到第一線怎么知道“地”在哪僻爽?怎么才能落的穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)虫碉。
誤區(qū)3——不做出完美的架構(gòu)設(shè)計不開工:世上沒有最好架構(gòu),只有最合適的架構(gòu),不要企圖一步到位胸梆。我們需要的不是一下子造出一輛汽車敦捧,而是從單輪車→自行車→摩托車,最后再到汽車碰镜。想象一下2年后才能造出的產(chǎn)品兢卵,當(dāng)初市場還存在嗎?
誤區(qū)4—— 為虛無的未來埋單而過度設(shè)計:在創(chuàng)業(yè)公司初期绪颖,業(yè)務(wù)場景和需求邊界很難把握秽荤,產(chǎn)品需要快速迭代和變現(xiàn),需求頻繁更新柠横,這個時候需要的是快速實現(xiàn)窃款。不要過多考慮未來的擴展,說不定功能做完牍氛,效果不好就無用了晨继。如果業(yè)務(wù)模式和應(yīng)用場景邊界都已經(jīng)比較清晰,是應(yīng)該適當(dāng)?shù)目紤]未來的擴展性設(shè)計搬俊。
誤區(qū)5——一味追隨大公司的解決方案:由于大公司巨大成功的光環(huán)效應(yīng)踱稍,再加上從大公司挖來的技術(shù)高手的影響,網(wǎng)站在討論架構(gòu)決策時悠抹,最有說服力的一句話就成了“淘寶就是這么搞的”或者“騰訊 就是這么搞的”。大公司的經(jīng)驗和成功模式固然重要扩淀,值得學(xué)習(xí)借鑒楔敌,但如果因此而變得盲從,就失去了堅持自我的勇氣驻谆,在架構(gòu)演化的道路上遲早會迷路卵凑。
誤區(qū)6——為了技術(shù)而技術(shù):技術(shù)是為業(yè)務(wù)而存在的庆聘,除此毫無意義。在技術(shù)選型和架構(gòu)設(shè)計中勺卢,脫離網(wǎng)站業(yè)務(wù)發(fā)展的實際伙判,一味追求時髦的新技術(shù),可能會將技術(shù)發(fā)展引入崎嶇小道黑忱,架構(gòu)之路越走越難宴抚。考慮實現(xiàn)成本甫煞、時間菇曲、人員等各方面都要綜合考慮,理想與現(xiàn)實需要折中抚吠。
七. 架構(gòu)知識體系
7.1. 架構(gòu)演進(jìn)
初始階段:LAMP,部署在一臺服務(wù)器
應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器分離
使用緩存改善性能
使用集群改善并發(fā)
數(shù)據(jù)庫地讀寫分離
使用反向代理和cdn加速
使用分布式文件和分布式數(shù)據(jù)庫
業(yè)務(wù)拆分
分布式服務(wù)
7.2. 架構(gòu)模式
分層:橫向分層:應(yīng)用層常潮,服務(wù)層,數(shù)據(jù)層
分割:縱向分割:拆分功能和服務(wù)
分布式
分布式應(yīng)用和服務(wù)
分布式靜態(tài)資源
分布式數(shù)據(jù)和存儲
分布式計算
集群:提高并發(fā)和可用性
緩存:優(yōu)化系統(tǒng)性能
cdn
方向代理訪問資源
本地緩存
分布式緩存
異步:降低系統(tǒng)的耦合性
提供系統(tǒng)的可用性
加快響應(yīng)速度
冗余:冷備和熱備楷力,保證系統(tǒng)的可用性
自動化:發(fā)布喊式,測試,部署萧朝,監(jiān)控岔留,報警,失效轉(zhuǎn)移剪勿,故障恢復(fù)
安全:
7.3. 架構(gòu)核心要素
高性能:網(wǎng)站的靈魂
性能測試
前端優(yōu)化
應(yīng)用優(yōu)化
數(shù)據(jù)庫優(yōu)化
可用性:保證服務(wù)器不宕機贸诚,一般通過冗余部署備份服務(wù)器來完成
負(fù)載均衡
數(shù)據(jù)備份
自動發(fā)布
灰度發(fā)布
監(jiān)控報警
伸縮性:建集群,是否快速應(yīng)對大規(guī)模增長的流量厕吉,容易添加新的機器
集群
負(fù)載均衡
緩存負(fù)載均衡
可擴展性:主要關(guān)注功能需求酱固,應(yīng)對業(yè)務(wù)的擴展,快速響應(yīng)業(yè)務(wù)的變化头朱。是否做法開閉原則运悲,系統(tǒng)耦合依賴
分布式消息
服務(wù)化
安全性:網(wǎng)站的各種攻擊,各種漏洞是否堵住项钮,架構(gòu)是否可以做到限流作用班眯,防止ddos攻擊。
xss攻擊
sql注入
csr攻擊
web防火墻漏洞
安全漏洞
ssl
八. 架構(gòu)書籍推薦
1. 《大型網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu):核心原理與案例分析》
這是比較早烁巫,比較系統(tǒng)介紹大型網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)的書署隘,通俗易懂又充滿智慧,即便你之前完全沒接觸過網(wǎng)站開發(fā)亚隙,通讀前幾章震桶,也能快速獲取到常見的網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)及其應(yīng)用場景啊鸭。非常贊恤左。
2. 《億級流量網(wǎng)站架構(gòu)核心技術(shù)》
相比《大型網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)》的高屋建瓴计呈,開濤的這本《億級流量網(wǎng)站架構(gòu)核心技術(shù)》則落實到細(xì)節(jié),網(wǎng)站架構(gòu)中常見的各種技術(shù),比如緩存、隊列、線程池伴箩、代理……,統(tǒng)統(tǒng)都講到了鄙漏,而且配有核心代碼嗤谚。甚至連 Nginx 的配置都有!
如果你想在實現(xiàn)大流量網(wǎng)站時找參考技術(shù)和代碼泥张,這本書最合適啦呵恢。
3. 《架構(gòu)即未來》
這是一本“神書”啦,超越具體技術(shù)層面媚创,著重剖析架構(gòu)問題的根源渗钉,幫助我們弄清楚應(yīng)該以何種方式管理、領(lǐng)導(dǎo)钞钙、組織和配置團隊鳄橘。
4. 《分布式服務(wù)架構(gòu):原理、設(shè)計與實戰(zhàn)》
這本書全面介紹了分布式服務(wù)架構(gòu)的原理與設(shè)計芒炼,并結(jié)合作者在實施微服務(wù)架構(gòu)過程中的實踐經(jīng)驗瘫怜,總結(jié)了保障線上服務(wù)健康、可靠的最佳方案本刽,是一本架構(gòu)級鲸湃、實戰(zhàn)型的重量級著作。
5. 《聊聊架構(gòu)》
這算是架構(gòu)方面的一本神書了子寓,從架構(gòu)的原初談起暗挑,從業(yè)務(wù)的拆分談起,談到架構(gòu)的目的斜友,架構(gòu)師的角色炸裆,架構(gòu)師如何將架構(gòu)落地……強烈推薦。
不過鲜屏,對于沒有架構(gòu)實踐經(jīng)驗的小伙伴來講烹看,可能會覺得這本書比較虛,概念多洛史,實戰(zhàn)少惯殊。但如果你有過一兩個項目的架構(gòu)經(jīng)驗,就會深深認(rèn)同書中追本溯源探討的架構(gòu)理念也殖。
6. 《軟件架構(gòu)師的12項修煉》
大多數(shù)時候所謂的“技術(shù)之玻璃天花板”其實只是缺乏軟技能而已靠胜。這些技能可以學(xué)到,缺乏的知識可以通過決定改變的努力來彌補。
作者:規(guī)速
原文:https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/78258430