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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。

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。

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。

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。

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”。

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

  • 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。