系統架構的演變

隨著互聯網的發展,網站應用的規模不斷擴大。需求的激增,帶來的是技術上的壓力。系統架構也因此也不斷的演進、升級、迭代。從單一應用,到垂直拆分,到分佈式服務,到SOA,以及現在火熱的微服務架構,還有在Google帶領下來勢洶湧的Service Mesh。我們到底是該乘坐微服務的船隻駛向遠方,還是偏安一隅得過且過?

其實生活不止眼前的苟且,還有詩和遠方。所以我們今天就回顧歷史,看一看系統架構演變的歷程;把握現在,學習現在最火的技術架構;展望未來,爭取成為一名優秀的Java工程師。

一、集中式架構

當網站流量很小時,只需一個應用,將所有功能都部署在一起,以減少部署節點和成本。此時,用於簡化增刪改查工作量的數據訪問框架(ORM)是影響項目開發的關鍵。


系統架構的演變

存在的問題:

  • 代碼耦合,開發維護困難
  • 無法針對不同模塊進行針對性優化
  • 無法水平擴展
  • 單點容錯率低,併發能力差

二、垂直拆分

當訪問量逐漸增大,單一應用無法滿足需求,此時為了應對更高的併發和業務需求,我們根據業務功能對系統進行拆分:


系統架構的演變

優點:

  • 系統拆分實現了流量分擔,解決了併發問題
  • 可以針對不同模塊進行優化
  • 方便水平擴展,負載均衡,容錯率提高

缺點:

  • 系統間相互獨立,會有很多重複開發工作,影響開發效率

三、分佈式服務

當垂直應用越來越多,應用之間交互不可避免,將核心業務抽取出來,作為獨立的服務,逐漸形成穩定的服務中心,使前端應用能更快速的響應多變的市場需求。此時,用於提高業務複用及整合的分佈式調用是關鍵。


系統架構的演變

優點:

  • 將基礎服務進行了抽取,系統間相互調用,提高了代碼複用和開發效率

缺點:

  • 系統間耦合度變高,調用關係錯綜複雜,難以維護

四、服務治理(SOA)

當服務越來越多,容量的評估,小服務資源的浪費等問題逐漸顯現,此時需增加一個調度中心基於訪問壓力實時管理集群容量,提高集群利用率。此時,用於提高機器利用率的資源調度和治理中心(SOA)是關鍵。


系統架構的演變

以前出現了什麼問題?

  • 服務越來越多,需要管理每個服務的地址
  • 調用關係錯綜複雜,難以理清依賴關係
  • 服務過多,服務狀態難以管理,無法根據服務情況動態管理

服務治理要做什麼?

  • 服務註冊中心,實現服務自動註冊和發現,無需人為記錄服務地址
  • 服務自動訂閱,服務列表自動推送,服務調用透明化,無需關心依賴關係
  • 動態監控服務狀態監控報告,人為控制服務狀態

缺點:

  • 服務間會有依賴關係,一旦某個環節出錯會影響較大
  • 服務關係複雜,運維、測試部署困難,不符合DevOps思想

五、微服務

前面說的SOA,英文翻譯過來是面向服務。微服務,似乎也是服務,都是對系統進行拆分。因此兩者非常容易混淆,但其實缺有一些差別:


系統架構的演變

微服務的特點:

  • 單一職責:微服務中每一個服務都對應唯一的業務能力,做到單一職責
  • 微:微服務的服務拆分粒度很小,例如一個用戶管理就可以作為一個服務。每個服務雖小,但“五臟俱全”。
  • 面向服務:面向服務是說每個服務都要對外暴露服務接口API。並不關心服務的技術實現,做到與平臺和語言無關,也不限定用什麼技術實現,只要提供Rest的接口即可。
  • 自治:自治是說服務間互相獨立,互不干擾團隊獨立:每個服務都是一個獨立的開發團隊,人數不能過多。技術獨立:因為是面向服務,提供Rest接口,使用什麼技術沒有別人干涉前後端分離:採用前後端分離開發,提供統一Rest接口,後端不用再為PC、移動段開發不同接口數據庫分離:每個服務都使用自己的數據源部署獨立,服務間雖然有調用,但要做到服務重啟不影響其它服務。有利於持續集成和持續交付。每個服務都是獨立的組件,可複用,可替換,降低耦合,易維護


微服務結構圖:


系統架構的演變


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