【架构师】零基础到精通——架构发展

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架构演进

    • 1、单体应用架构(Monoliths)
      • 1-1、优点
      • 1-2、缺点
    • 2、垂直应用架构(Vertical)
      • 2-1、优点
      • 2-2、缺点
    • 3、分布式架构(Distributed)
      • 3-1、优点
      • 3-2、缺点
    • 4、面向服务化架构(SOA)
      • 4-1、优点
      • 4-2、缺点
    • 5、微服务架构(Micro Service)
      • 5-1、优点
      • 5-2、缺点
      • 5-3、微服务定义

1、单体应用架构(Monoliths)

互联网早期，一般的网站应用流量较小，只需一个应用，将所有功能代码都部署在一起就可以，这样可以减少开发、部署和维护的成本。比如说一个电商系统，里面会包含很多用户管理，商品管理，订单管理，物流管理等等很多模块，我们会把它们做成一个web项目，然后部署到一台tomcat服务器上。

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1-1、优点

  • 项目架构简单，小型项目的话， 开发成本低
  • 项目部署在一个节点上， 维护方便

1-2、缺点

  • 全部功能集成在一个工程中，对于大型项目来讲不易开发和维护
  • 项目模块之间紧密耦合，单点容错率低
  • 无法针对不同模块进行针对性优化和水平扩展

2、垂直应用架构(Vertical)

随着访问量的逐渐增大，单一应用只能依靠增加节点来应对，但是这时候会发现并不是所有的模块都会有比较大的访问量。还是以上面的电商为例子， 用户访问量的增加可能影响的只是用户和订单模块， 但是对消息模块的影响就比较小. 那么此时我们希望只多增加几个订单模块， 而不增加消息模块. 此时单体应用就做不到了， 垂直应用就应运而生了。所谓的垂直应用架构，就是将原来的一个应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。比如我们可以将上面电商的单体应用拆分成:

  • 电商系统(用户管理 商品管理 订单管理)
  • 后台系统(用户管理 订单管理 客户管理)
  • CMS系统(广告管理 营销管理)

这样拆分完毕之后，一旦用户访问量变大，只需要增加电商系统的节点就可以了，而无需增加后台和CMS的节点。

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2-1、优点

  • 系统拆分实现了流量分担，解决了并发问题，而且可以针对不同模块进行优化和水扩展
  • 一个系统的问题不会影响到其他系统，提高容错率

2-2、缺点

  • 系统之间相互独立， 无法进行相互调用
  • 系统之间相互独立， 会有重复的开发任务

3、分布式架构(Distributed)

即分布式架构当垂直应用越来越多，重复的业务代码就会越来越多。这时候，我们就思考可不可以将重复的代码抽取出来，做成统一的业务层作为独立的服务，然后由前端控制层调用不同的业务层服务呢？

这就产生了新的分布式系统架构。它将把工程拆分成表现层和服务层两个部分，服务层中包含业务逻辑。表现层只需要处理和页面的交互，业务逻辑都是调用服务层的服务来实现。
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3-1、优点

  • 抽取公共的功能为服务层，提高代码复用性

3-2、缺点

  • 系统间耦合度变高，调用关系错综复杂，难以维护

4、面向服务化架构(SOA)

在分布式架构下，当服务越来越多，容量的评估，小服务资源的浪费等问题逐渐显现，此时需增加一个调度中心对集群进行实时管理。此时，用于资源调度和治理中心(SOA Service Oriented Architecture，面向服务的架构)是关键。
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4-1、优点

  • 使用注册中心解决了服务间调用关系的自动调节

4-2、缺点

  • 服务间会有依赖关系，一旦某个环节出错会影响较大( 服务雪崩 )
  • 服务关心复杂，运维、测试部署困难

5、微服务架构(Micro Service)

微服务架构在某种程度上是面向服务的架构SOA继续发展的下一步，它更加强调服务的"彻底拆分"。

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5-1、优点

  • 更好的开发规模
  • 更快的开发速度
  • 支持迭代开发或现代化增量开发
  • 充分利用现代软件开发生态系统的优势（云、容器、 DevOps、Serverless）
  • 支持水平缩放和细粒度缩放
  • 小体量，较低了开发人员的认知复杂性

5-2、缺点

  • 更高数量级的活动组件（服务、数据库、进程、容器、框架）
  • 复杂性从代码转移到基础设施
  • RPC 调用和网络通信的大量增加
  • 整个系统的安全性管理更具有挑战性
  • 整个系统的设计变得更加困难
  • 引入了分布式系统的复杂性

5-3、微服务定义

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  • 一组小的服务

    原来的单块服务都是业务能力大而全的打包在一个单块中，微服务主张把这些单块服务进行拆分，形成一个个小的独立的服务。这里有个最大的特点是“小”，那么纠结要小到什么程度才为之小，很多同学都会纠结这个小的点，因为这个小并没有特别和明确的规定，所以这也就引申出了现在很多DDD领域驱动设计来指引微服务的拆分，但基本上一个微服务能让一个开发人员能够独立的理解，基本上就称为一个微服务，具体有多少行代码并不是很关键。

  • 独立的进程

    微服务是运行在独立的进程当中，例如java程序部署在tomcat，也可以部署在容器docker中，容易本身也是一种进程，所以微服务可以以进程的方式去扩展。

  • 轻量级的通讯

    微服务主张使用轻量级去构建通讯机制，例如http，固定消息格式和减少消息格式，服务之间不耦合，让通讯尽量轻量。

  • 基于业务能力

    微服务是基于业务能力进行构建，例如有用户服务，登陆服务，商品服务，基于这些业务能力去构建这些微服务。

  • 独立部署

    微服务被拆分开后，每个团队独立维护自己的微服务，开发，迭代自己的微服务，是可以独立的去部署，团队之间是不需要特别的去协调，这些对业务开发维护可以做到更加的敏捷，轻量，快速。

  • 无集中式管理

    原来单体服务是需要整个技术团队是需要独立的架构团队去管理，统一架构，统一技术栈，统一存储，微服务就不太一样，微服务主张每个团队根据自己的技术需要，选择自己最熟悉，最高效解决问题的技术栈，甚至选择不同存储方式。

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