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？
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隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務也在不斷的飛速發(fā)展，進而導致系統(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：單體應用架構(gòu)—>垂直應用架構(gòu)—>分布式架構(gòu)—>SOA架構(gòu)—>微服務架構(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(服務化網(wǎng)格)演變。今天，我們就一起來聊聊關于系統(tǒng)架構(gòu)的演變這個話題。
單體應用架構(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，只需要一個應用，將所有的功能代碼打包成一個服務，部署到服務器上就能支撐公司的業(yè)務。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。
正是由于單體應用架構(gòu)存在著諸多的缺點，才逐漸演變?yōu)榇怪睉眉軜?gòu)。接下來，我們就來看看垂直應用架構(gòu)。
垂直應用架構(gòu)
隨著企業(yè)業(yè)務的不斷發(fā)展，發(fā)現(xiàn)單節(jié)點的單體應用不足以支撐業(yè)務的發(fā)展，于是企業(yè)會將單體應用部署多份，分別放在不同的服務器上。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，此時對于單體應用來說，是做不到的。于是乎，垂直應用架構(gòu)誕生了。
垂直應用架構(gòu)，就是將原來一個項目應用進行拆分，將其拆分為互不想干的幾個應用，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。
我們將單體應用架構(gòu)拆分為垂直應用架構(gòu)之后，一旦訪問量變大，我們只需要針對訪問量大的業(yè)務增加服務器節(jié)點即可，無需針對整個項目增加服務器節(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)應用的水平擴展。
- 各系統(tǒng)能夠分擔整體訪問的流量，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，會存在重復開發(fā)的業(yè)務，后期維護比較困難。
分布式架構(gòu)
我們將系統(tǒng)演變?yōu)榇怪睉眉軜?gòu)之后，當垂直應用越來越多，重復編寫的業(yè)務代碼就會越來越多。此時，我們需要將重復的代碼抽象出來，形成統(tǒng)一的服務供其他系統(tǒng)或者業(yè)務模塊來進行調(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)整體拆分為服務層和表現(xiàn)層。服務層封裝了具體的業(yè)務邏輯供表現(xiàn)層調(diào)用，表現(xiàn)層則負責處理與頁面的交互操作。
這種架構(gòu)的優(yōu)點：
- 將重復的業(yè)務代碼抽象出來，形成公共的訪問服務，提高了代碼的復用性。
- 可以有針對性的對系統(tǒng)和服務進行性能優(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)用關系變得復雜，難以維護。
SOA架構(gòu)
在分布式架構(gòu)下，當部署的服務越來越多，重復的代碼就會越來越多，對于容量的評估，小服務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)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之間的服務依賴和調(diào)用關系的自動注冊與發(fā)現(xiàn)。
這種架構(gòu)的缺點：
- 各服務之間存在依賴關系，如果某個服務出現(xiàn)故障可能會造成服務的雪崩(關于穿透、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)。
- 服務之間的依賴與調(diào)用關系復雜，測試部署的困難比較大。
微服務架構(gòu)
隨著業(yè)務的發(fā)展，我們在SOA架構(gòu)的基礎上進一步擴展，將其徹底拆分為微服務架構(gòu)。在微服務架構(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，每個微服務都有自己的數(shù)據(jù)庫。
這種架構(gòu)的優(yōu)點：
- 服務徹底拆分，各服務獨立打包、獨立部署和獨立升級。
- 每個微服務負責的業(yè)務比較清晰，利于后期擴展和維護。
- 微服務之間可以采用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。
- 涉及到各服務的容錯性問題。
- 涉及到數(shù)據(jù)的一致性問題。
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