什么是架构

架构又称软件架构，是有关软件整体结构与组件的抽象描述，可以简单理解为软件设计和开发的方法论。

1.单机架构

单机架构就是把所有功能都实现在一个进程中，并部署在一台机器上。（一般只适合出现在预研或初创阶段）

优点：是非常简单
缺点：是会遇到并发处理的难题，而且运维需要停服。

2.单体、垂直应用|垂直切分

单体架构：分布式部署，在单机架构基础上把进程部署在多个机器上，并引入负载均衡层，经过垂直切割成为单体构架。

垂直应用架构：按应用垂直切分。在单体架构基础上，将不同应用的代码从之前一个大进程中拆分出来成为垂直应用架构。

优点：水平扩容，运维不需要停服
问题：职责太多，开发效率不高，爆炸半径大

3.SOA、微服务|水平切分

SOA（Service-Oriented Architecture）的两个特性：

将应用的不同功能单元抽象为服务
定义服务之间的通信标准

微服务架构是SOA的去中心化演进方向，旨在减少服务之间的沟通消耗，避免SOA服务内部集中沟通导致的过度中心化问题，他实现了水平切分，减少了跨级别调用链，让每个服务直接负责的上下级减少。

问题：

数据一致性问题：不同服务如何确保数据同步
高可用问题：服务之间如何进行可靠合作
治理问题：一个服务出现问题时，要如何容灾
解耦和过微问题：过度细分会导致运维成本提高，要如何权衡？

# 企业级后端架构剖析

云计算技术

云计算是指通过软件自动化管理，提供计算资源的服务网络，是现在互联网大规模数据分析和存储的基石。

基础：

虚拟化技术：硬件（虚拟机），操作系统（容器），网络
编排方案：虚拟机编排方案（OpenStack），容器编排方案（Kubernetes）

架构：

基础设施即服务IaaS（Infrastructure as a Service）
平台即服务PaaS（Platform as a Service）
软件即服务Saas（Software as a Service）
函数即服务FaaS（Function as a service）

云原生

云原生技术为组织（公司）在公有云，自由云，混合云等新型的动态环境中，构建和运行可弹性拓展的应用提供了可能。

代表技术有：

容器化
服务网络
微服务
不可变基础架构
声明式API

弹性计算资源

服务资源调度：微服务、大服务资源
计算资源调度：在线、离线资源
消息队列：和计算资源调度类似，提供海量的数据吞吐和大数据分析能力。

弹性存储资源

云原生让用户可以将存储资源看作服务，寻找对应的服务来满足自己的存储需求。

经典存储：对象存储、大数据记录存储。
关系型数据库：业务记录存储。
元数据：提供服务发现能力
NoSQL：key-value存储，实现缓存和分布式事务。

DevOps

DevOps贯穿整个软件开发周期，使用一系列自动化流程，提高软件开发、交付的效率。DevOps提供了敏捷开发、持续集成/交付（CI/CD）的能力。

微服务架构

微服务架构实现业务功能单元的解耦，同时提供一套统一的通信标准确保服务之间的数据流通。

微服务通信标准是HTTP（RESTful API）和RPC（Thrift, gRPC）

服务网络

微服务之间通讯的中间层
高性能网络代理
业务代码与治理解耦

相比于RPC/HTTP框架：

异构系统治理统一化
与业务进程解耦，生命周期易管理

企业级后端架构的挑战

基础设施层面：物理资源有限（机器、带宽）资源利用率受限于部署服务
用户层面：网络通信开销大；网络抖动导致运维成本提高；异构环境下，不同实例资源水位不均衡

1.离在线资源并池

核心收益:

降低物理资源成本
提供更多的弹性资源，增加收入

解决思路: 离在线资源并池

在线业务特点：IO密集型为主；潮汐性、实时性

离线业务特点：计算密集型占多数；非实时性

2.自动扩缩容

核心收益：降低业务成本

解决思路：自动扩缩容，利用在线业务潮汐性自动扩缩容

扩缩容依据的指标：CPU或者内存的指标

3.亲和性部署

核心收益：降低业务成本；提高服务可用性；

解决思路：

将满足亲和性条件的容器调度到一台宿主机
微服务中间件与服务网格通过共享内存通信
服务网格控制面实施灵活、动态的流量调度

4.流量治理

核心收益：

提高微服务调用容错性
容灾
进一步提高开发效率，DevOps发挥到极致

解决思路：基于微服务中间件&服务网格的流量治理

熔断、重试
单元化
复杂环境（功能、预览）的流量调度

5.CPU水位负载不均衡