架构演进之路

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单体架构

公司发展的初期,资金少、用户少,需要的软件产品的数据和并发量都比较小,这个时期大多数的软件系统只需要单一服务器就可以满足需求,所有的业务逻辑都在单一应用系统,单应用、单数据库。数据库部署在和应用相同的虚拟机或服务器上,或者放置在另外一台机器上。此时的架构图如下:

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这种架构模式优点很明显:

  • 节省服务器资源,投入少
  • 管理简单:上线、部署、监控、问题排查等都比较简单
  • 开发简单:软件系统功能整合在一起,不需要考虑太多服务依赖等问题,代码管理也比较简单明了。
  • 测试简单

随着公司和业务进入快速发展时期,软件系统面临来自多方面的考验:

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单体架构的缺点也越发的凸显出来:

  • 可用性差: 应用和数据库都是单点,无论应用还是数据库出现问题,整个系统的就会不可用了
  • 稳定性差: 系统耦合度高,新增或者修改任何一个功能,哪怕只是一行代码,也需要重启服务器,此时系统是不可用的
  • 性能差:单一的应用服务器和数据库服务器,性能总会有上限的,当用户变多或者准确的说相同时刻并发访问多时,系统就容易挂掉了

分布式架构

单体架构有着明显的缺陷,随着系统访问量的增多,这些缺陷越来越凸显,为了解决这些缺陷,架构升级了,变成了分布式架构。分布式,就是多个实例提供服务。下面我们来简单介绍下常见的一些解决方案。

应用集群

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分布式缓存

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业务拆分

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分库分表和读写分离

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静态化和CDN

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异步解耦

image.png 应用之间的服务存在互相调用的情况,但有些场景下,并不需要同步调用,比如某个业务完成后,需要短信通知对方,而短信接收的时间晚几秒钟都是可以接受的,此时就不需要同步处理了,我们可以使用消息队列,把发送短信的内容扔到消息队列中,达到异步处理的效果,从而增强业务系统的性能,此时对于服务之间也达到了解耦的功能,服务之间的依赖减少了。

微服务架构

微服务架构是分布式架构的深化,分布式架构偏向于部署和环境,比如上边提到的应用、数据库、缓存等,在多台机器上进行部署,就属于分布式。微服务架构通过业务拆分实现服务组件化,通过组件组合快速开发系统,业务单一的服务组件又可以独立部署,使得整个系统变得清晰灵活。

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大量的分布式服务又使得架构实现面临问题,如服务注册发现,服务统一接入和权限控制,服务的负载均衡,服务配置的集中管理,服务熔断,服务监控等。

所以微服务架构是由这些基础的服务组件和业务微服务组件共同组成:

  • 服务注册发现组件: 进行服务治理
  • 服务网关组件:提供统一入口和权限控制
  • 负载均衡组件:提供客户端或服务器端的负载均衡
  • 集中配置组件:提供服务集中管理
  • 熔断器组件:提供服务熔断
  • 服务追踪组件:提供服务监控

采用微服务架构后,项目可以快速迭代与持续交付。但是也带了一些弊端,开发人员除了需要关注业务逻辑实现外还需要考虑业务的一系列问题,比如服务注册,服务发现,服务通讯,负载均衡,服务熔断,服务超时等,这些是非常重要的。大多数时候,我们需要依赖第三方库或者组件来提供这些服务,例如Hystrix,Eureka、Zookeeper等组件,在其服务组织中起到了广泛的应用。