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01 系统架构的演变

随着互联网的发展,网站应用的规模不断扩大。需求的激增,带来的是技术上的压力。系统架构也因此也不断的演 进、升级、迭代。从单一应用,到垂直拆分,到分布式服务,到SOA,以及现在火热的微服务架构,还有在Google 带领下来势汹涌的Service Mesh。我们到底是该乘坐微服务的船只驶向远方,还是偏安逸得过且过?

其实生活不止眼前的苟且,还有诗和远方。所以我们今天就回顾历史,看一看系统架构演变的历程;把握现在,学习 现在最火的技术架构;展望未来,争取成为一名优秀的Java工程师。

1.集中式架构

当网站流量很小时,只需一个应用,将所有功能都部署在一起,以减少部署节点和成本。

系统架构腐化的原因 系统架构演变_SOA

优点:

  • 系统开发速度快
  • 维护成本低
  • 适用于并发要求较低的系统

缺点:

  • 代码耦合度高,后期维护困难
  • 无法针对不同模块进行针对性优化
  • 无法水平扩展
  • 单点容错率低,并发能力差

2.垂直拆分

当访问量逐渐增大,单一应用无法满足需求,此时为了应对更高的并发和业务需求,我们根据业务功能对系统进行拆 分:

系统架构腐化的原因 系统架构演变_系统架构腐化的原因_02

优点:

  • 系统拆分实现了流量分担,解决了并发问题
  • 可以针对不同模块进行优化
  • 方便水平扩展,负载均衡,容错率提高

缺点:

  • 系统间相互独立,会有很多重复开发工作,影响开发效率

3.分布式服务

当垂直应用越来越多,应用之间交互不可避免,将核心业务抽取出来,作为独立的服务,逐渐形成稳定的服务中心, 使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。

系统架构腐化的原因 系统架构演变_面向服务_03

优点:

  • 将基础服务进行了抽取,系统间相互调用,提高了代码复用和开发效率

缺点:

  • 系统间耦合度变高,调用关系错综复杂,难以维护

4.面向服务架构(SOA)

SOA(Service Oriented Architecture)面向服务的架构:它是一种设计方法,其中包含多个服务, 服务之间通过相互依赖最终提供一系列的功能。一个服务通常以独立的形式存在与操作系统进程中。各个服务之间通过网络调用。

SOA结构图:

系统架构腐化的原因 系统架构演变_系统架构腐化的原因_04

SOA缺点:每个供应商提供的ESB产品有偏差,自身实现较为复杂;应用服务粒度较大,ESB集成整合所有服务和协 议、数据转换使得运维、测试部署困难。所有服务都通过一个通路通信,直接降低了通信速度。

5. 微服务架构

微服务架构是使用一套小服务来开发单个应用的方式或途径,每个服务基于单一业务能力构建,运行在自己的进程 中,并使用轻量级机制通信,通常是HTTP API,并能够通过自动化部署机制来独立部署。这些服务可以使用不同的 编程语言实现,以及不同数据存储技术,并保持最低限度的集中式管理。

微服务结构图:

系统架构腐化的原因 系统架构演变_面向服务_05

API Gateway网关是一个服务器,是系统的唯一入口。为每个客户端提供一个定制的API。API网关核心是,所 有的客户端和消费端都通过统一的网关接入微服务,在网关层处理所有的非业务功能。如它还可以具有其它职 责,如身份验证、监控、负载均衡、缓存、请求分片与管理、静态响应处理。通常,网关提供RESTful/HTTP的 方式访问服务。而服务端通过服务注册中心进行服务注册和管理。

微服务的特点

  • 单一职责:微服务中每一个服务都对应唯一的业务能力,做到单一职责
  • 微:微服务的服务拆分粒度很小,例如一个用户管理就可以作为一个服务。每个服务虽小,但“五脏俱全”。
  • 面向服务:面向服务是说每个服务都要对外暴露Rest风格服务接口API。并不关心服务的技术实现,做到与平台
  • 和语言无关,也不限定用什么技术实现,只要提供Rest的接口即可。
  • 自治:自治是说服务间互相独立,互不干扰

团队独立:每个服务都是一个独立的开发团队,人数不能过多。

技术独立:因为是面向服务,提供Rest接口,使用什么技术没有别人干涉

前后端分离:采用前后端分离开发,提供统一Rest接口,后端不用再为PC、移动端开发不同接口

数据库分离:每个服务都使用自己的数据源

部署独立,服务间虽然有调用,但要做到服务重启不影响其它服务。有利于持续集成和持续交付。每个服 务都是独立的组件,可复用,可替换,降低耦合,易维护

微服务架构与SOA都是对系统进行拆分;微服务架构基于SOA思想,可以把微服务当做去除了ESB的SOA。ESB是 SOA架构中的中心总线,设计图形应该是星形的,而微服务是去中心化的分布式软件架构。两者比较类似,但其实也 有一些差别

系统架构腐化的原因 系统架构演变_微服务_06

构中的中心总线,设计图形应该是星形的,而微服务是去中心化的分布式软件架构。两者比较类似,但其实也 有一些差别