谈谈架构设计( 六 )


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/ target=_blank class=infotextkey>Python Django 框架的应用 。其架构图如下所示:
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:
降低了耦合度:把模块拆分,使用接口通信,降低模块之间的耦合度 。
责任清晰:把项目拆分成若干个子项目,不同的团队负责不同的子项目 。
扩展方便:增加功能时只需要再增加一个子项目,调用其他系统的接口就可以 。
部署方便:可以灵活的进行分布式部署 。
提高代码的复用性:比如 Service 层,如果不采用分布式 rest 服务方式架构就会在手机 Wap 商城,微信商城,PC,Android,IOS 每个端都要写一个 Service 层逻辑,开发量大,难以维护一起升级,这时候就可以采用分布式 rest 服务方式,公用一个 service 层 。
缺点:系统之间的交互要使用远程通信,接口开发增大工作量,但是利大于弊 。
3、微服务
紧接着业务模式越来越复杂,订单、商品、库存、价格等各个模块都很深入,比如价格区分会员等级,访问渠道(App 还是 PC),销售方式(团购还是普通)等,还有大量的价格促销,这些规则很复杂,容易相互冲突,需要把分散到各个业务的价格逻辑进行统一管理,以基础价格服务的方式透明地提供给上层应用,变成一个微内核的服务化架构,即微服务 。
微服务的特点:


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