什么是真正的架构设计?十年Java经验让我总结出了这些( 三 )


  • 战略设计:业务架构用于指导架构师如何进行系统架构设计 。
  • 战术设计:应用架构要根据业务架构来设计 。
  • 战术实施:应用架构确定以后,就是技术选型 。

什么是真正的架构设计?十年Java经验让我总结出了这些

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四. 应用架构演进业务架构是生产力,应用架构是生产关系,技术架构是生产工具 。业务架构决定应用架构,应用架构需要适配业务架构,并随着业务架构不断进化,同时应用架构依托技术架构最终落地 。
什么是真正的架构设计?十年Java经验让我总结出了这些

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架构演进路程:单体应用→分布式应用服务化→微服务
1. 单体应用
企业一开始业务比较简单,只应用某个简单场景,应用服务支持数据增删改查和简单的逻辑即可,单体应用可以满足要求 。
典型的三级架构,前端(Web/手机端)+中间业务逻辑层+数据库层 。这是一种典型的Java Spring MVC或者Python Django框架的应用 。其架构图如下所示:
什么是真正的架构设计?十年Java经验让我总结出了这些

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针对单体应用,非功能性需求的做法:
  1. 性能需求:使用缓存改善性能
  2. 并发需求:使用集群改善并发
  3. 读写分离:数据库地读写分离
  4. 使用反向代理和cdn加速
  5. 使用分布式文件和分布式数据库
单体架构的应用比较容易部署、测试,在项目的初期,单体应用可以很好地运行 。然而,随着需求的不断增加,越来越多的人加入开发团队,代码库也在飞速地膨胀 。慢慢地,单体应用变得越来越臃肿,可维护性、灵活性逐渐降低,维护成本越来越高 。下面是单体架构应用的一些缺点:
  • 复杂性高:以一个百万行级别的单体应用为例,整个项目包含的模块非常多、模块的边界模糊、 依赖关系不清晰、 代码质量参差不齐、 混乱地堆砌在一起 。可想而知整个项目非常复杂 。每次修改代码都心惊胆战,甚至添加一个简单的功能,或者修改一个Bug都会带来隐含的缺陷 。
  • 技术债务: 随着时间推移、需求变更和人员更迭,会逐渐形成应用程序的技术债务,并且越积 越多 。“ 不坏不修”,这在软件开发中非常常见,在单体应用中这种思想更甚 。已使用的系统设计或代码难以被修改,因为应用程序中的其他模块可能会以意料之外的方式使用它 。
  • 部署频率低: 随着代码的增多,构建和部署的时间也会增加 。而在单体应用中,每次功能的变更或缺陷的修复都会导致需要重新部署整个应用 。全量部署的方式耗时长、 影响范围大、 风险高,这使得单体应用项目上线部署的频率较低 。而部署频率低又导致两次发布之间会有大量的功能变更和缺陷修复,出错率比较高 。
  • 可靠性差: 某个应用Bug,例如死循环、内存溢出等,可能会导致整个应用的崩溃 。
  • 扩展能力受限: 单体应用只能作为一个整体进行扩展,无法根据业务模块的需要进行伸缩 。例如,应用中有的模块是计算密集型的,它需要强劲的CPU; 有的模块则是IO密集型的,需要更大的内存 。由于这些模块部署在一起,不得不在硬件的选择上做出妥协 。
  • 阻碍技术创新: 单体应用往往使用统一的技术平台或方案解决所有的问题,团队中的每个成员 都必须使用相同的开发语言和框架,要想引入新框架或新技术平台会非常困难 。
2. 分布式
随着业务深入,业务要求的产品功能越来越多,每个业务模块逻辑也都变得更加复杂,业务的深度和广度都增加,使得单体应用变得越来越臃肿,可维护性、灵活性逐渐降低,增加新功能开发周期越来越长,维护成本越来越高 。
这时需要对系统按照业务功能模块拆分,将各个模块服务化,变成一个分布式系统 。业务模块分别部署在不同的服务器上,各个业务模块之间通过接口进行数据交互 。
该架构相对于单体架构来说,这种架构提供了负载均衡的能力,大大提高了系统负载能力,解决了网站高并发的需求 。另外还有以下特点: