系統(tǒng)從初期到支撐億級流量,都經(jīng)歷了哪些架構(gòu)上的演變?
作者個人研發(fā)的在高并發(fā)場景下,提供的簡單、穩(wěn)定、可擴展的延遲消息隊列框架,具有精準的定時任務(wù)和延遲隊列處理功能。自開源半年多以來,已成功為十幾家中小型企業(yè)提供了精準定時調(diào)度方案,經(jīng)受住了生產(chǎn)環(huán)境的考驗。為使更多童鞋受益,現(xiàn)給出開源框架地址:https://github.com/sunshinelyz/mykit-delay
寫在前面
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務(wù)也在不斷的飛速發(fā)展,進而導(dǎo)致系統(tǒng)的架構(gòu)也在不斷的發(fā)生著變化。總體來說,系統(tǒng)的架構(gòu)大致經(jīng)歷了:單體應(yīng)用架構(gòu)—>垂直應(yīng)用架構(gòu)—>分布式架構(gòu)—>SOA架構(gòu)—>微服務(wù)架構(gòu)的演變。當然,很多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的系統(tǒng)架構(gòu)已經(jīng)向Service Mesh(服務(wù)化網(wǎng)格)演變。今天,我們就一起來聊聊關(guān)于系統(tǒng)架構(gòu)的演變這個話題。
單體應(yīng)用架構(gòu)
在企業(yè)發(fā)展的初期,一般公司的網(wǎng)站流量都比較小,只需要一個應(yīng)用,將所有的功能代碼打包成一個服務(wù),部署到服務(wù)器上就能支撐公司的業(yè)務(wù)。這樣也能夠減少開發(fā)、部署和維護的成本。
比如,大家都很熟悉的電商系統(tǒng),里面涉及的業(yè)務(wù)主要有:用戶管理、商品管理、訂單管理、支付管理、庫存管理、物流管理等等模塊,初期我們會將所有模塊寫到一個Web項目中,然后統(tǒng)一部署到一個Web服務(wù)器中。
這種架構(gòu)特點有其優(yōu)點:
- 架構(gòu)簡單,項目開發(fā)和維護成本低。
- 所有項目模塊部署到一起,對于小型項目來說,維護方便。
但是,其缺點也是比較明顯的:
- 所有模塊耦合在一起,雖然對于小型項目來說,維護方便。但是,對于大型項目來說,卻是不易開發(fā)和維護的。
- 項目的各模塊之前過于耦合,如果一旦有一個模塊出現(xiàn)問題,則整個項目將不可用。
- 無法針對某個具體模塊來提升性能。
- 無法對項目進行水平擴展。
正是由于單體應(yīng)用架構(gòu)存在著諸多的缺點,才逐漸演變?yōu)榇怪睉?yīng)用架構(gòu)。接下來,我們就來看看垂直應(yīng)用架構(gòu)。
垂直應(yīng)用架構(gòu)
隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,發(fā)現(xiàn)單節(jié)點的單體應(yīng)用不足以支撐業(yè)務(wù)的發(fā)展,于是企業(yè)會將單體應(yīng)用部署多份,分別放在不同的服務(wù)器上。但是,此時會發(fā)現(xiàn)不是所有的模塊都會有比較大的訪問量。如果想針對項目中的某些模塊進行優(yōu)化和性能提升,此時對于單體應(yīng)用來說,是做不到的。于是乎,垂直應(yīng)用架構(gòu)誕生了。
垂直應(yīng)用架構(gòu),就是將原來一個項目應(yīng)用進行拆分,將其拆分為互不想干的幾個應(yīng)用,以此來提升系統(tǒng)的整體性能。
這里,我們同樣以電商系統(tǒng)為例,在垂直應(yīng)用架構(gòu)下,我們可以將整個電商項目拆分為:電商交易系統(tǒng)、后臺管理系統(tǒng)、CMS管理系統(tǒng)等。
我們將單體應(yīng)用架構(gòu)拆分為垂直應(yīng)用架構(gòu)之后,一旦訪問量變大,我們只需要針對訪問量大的業(yè)務(wù)增加服務(wù)器節(jié)點即可,無需針對整個項目增加服務(wù)器節(jié)點了。
這種架構(gòu)的優(yōu)點:
- 系統(tǒng)進行了拆分,可根據(jù)不同系統(tǒng)的訪問情況,有針對性的進行優(yōu)化。
- 能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用的水平擴展。
- 各系統(tǒng)能夠分擔(dān)整體訪問的流量,解決了并發(fā)問題。
- 一個系統(tǒng)發(fā)生了故障,不應(yīng)用其他系統(tǒng)的運行情況,提高了整體的容錯率。
這種架構(gòu)的缺點:
- 拆分后的各系統(tǒng)之間相對比較獨立,無法進行互相調(diào)用。
- 各系統(tǒng)難免存在重疊的業(yè)務(wù),會存在重復(fù)開發(fā)的業(yè)務(wù),后期維護比較困難。
分布式架構(gòu)
我們將系統(tǒng)演變?yōu)榇怪睉?yīng)用架構(gòu)之后,當垂直應(yīng)用越來越多,重復(fù)編寫的業(yè)務(wù)代碼就會越來越多。此時,我們需要將重復(fù)的代碼抽象出來,形成統(tǒng)一的服務(wù)供其他系統(tǒng)或者業(yè)務(wù)模塊來進行調(diào)用。此時,系統(tǒng)就會演變?yōu)榉植际郊軜?gòu)。
在分布式架構(gòu)中,我們會將系統(tǒng)整體拆分為服務(wù)層和表現(xiàn)層。服務(wù)層封裝了具體的業(yè)務(wù)邏輯供表現(xiàn)層調(diào)用,表現(xiàn)層則負責(zé)處理與頁面的交互操作。
這種架構(gòu)的優(yōu)點:
- 將重復(fù)的業(yè)務(wù)代碼抽象出來,形成公共的訪問服務(wù),提高了代碼的復(fù)用性。
- 可以有針對性的對系統(tǒng)和服務(wù)進行性能優(yōu)化,以提升整體的訪問性能。
這種架構(gòu)的缺點:
系統(tǒng)之間的耦合度變高,調(diào)用關(guān)系變得復(fù)雜,難以維護。
SOA架構(gòu)
在分布式架構(gòu)下,當部署的服務(wù)越來越多,重復(fù)的代碼就會越來越多,對于容量的評估,小服務(wù)資源的浪費等問題比較嚴重。此時,我們就需要增加一個統(tǒng)一的調(diào)度中心來對集群進行實時管理。此時,系統(tǒng)就會演變?yōu)镾OA(面向服務(wù))的架構(gòu)。
這種架構(gòu)的優(yōu)點:
使用注冊中心解決了各個服務(wù)之間的服務(wù)依賴和調(diào)用關(guān)系的自動注冊與發(fā)現(xiàn)。
這種架構(gòu)的缺點:
各服務(wù)之間存在依賴關(guān)系,如果某個服務(wù)出現(xiàn)故障可能會造成服務(wù)的雪崩(關(guān)于穿透、擊穿和雪崩的問題,小伙伴們可以參見我之前寫的《【高并發(fā)】面試官:講講什么是緩存穿透?擊穿?雪崩?如何解決?》一文)。
服務(wù)之間的依賴與調(diào)用關(guān)系復(fù)雜,測試部署的困難比較大。
微服務(wù)架構(gòu)
隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,我們在SOA架構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步擴展,將其徹底拆分為微服務(wù)架構(gòu)。在微服務(wù)架構(gòu)下,我們將一個大的項目拆分為一個個小的可以獨立部署的微服務(wù),每個微服務(wù)都有自己的數(shù)據(jù)庫。
這種架構(gòu)的優(yōu)點:
- 服務(wù)徹底拆分,各服務(wù)獨立打包、獨立部署和獨立升級。
- 每個微服務(wù)負責(zé)的業(yè)務(wù)比較清晰,利于后期擴展和維護。
- 微服務(wù)之間可以采用REST和RPC協(xié)議進行通信。
這種架構(gòu)的缺點:
- 開發(fā)的成本比較高。
- 涉及到各服務(wù)的容錯性問題。
- 涉及到數(shù)據(jù)的一致性問題。
- 涉及到分布式事務(wù)問題
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