系统架构演变
系统架构分类
随着互联网的发展,用户也随着越来越多,为了更好的对软件进行编写,也出现了越来越多的架构模式
- 单体应用架构
- 垂直应用架构
- 分布式架构
- SOA架构
- 微服务架构
- Service Mesh(服务网格)
单体应用架构
当网站流量很小,只需要一个应用。所有的功能部署在一起,可以减少部署节点和成本。此时使用简化数据库开发的数据访问框架ORM是关键。
单体应用架构也就是大家在早期所学习的JavaEE知识SSH或者SSM架构模式,会采用分层架构模式:数据库访问层、业务逻辑层、控制层,从前端到后台所有的代码都是一个小的开发团队去完成。
该架构模式没有对我们业务逻辑代码实现拆分,所有的代码都写入到同一个工程中里面,适合于小公司开发团队或者个人开发。
这种架构模式最大的缺点,如果该系统一个模块出现不可用、会导致整个系统无法使用。
优点
- 项目架构简单,小型项目的话, 开发成本低
- 项目部署在一个节点上, 维护方便
缺点
- 全部功能集成在一个工程中,对于大型项目来讲不易开发和维护
- 项目模块之间紧密耦合,单点容错率低
- 无法针对不同模块进行针对性优化和水平扩展
垂直应用架构
当访问量逐渐增大,单一应用增加机器带来的加速度越来越小,将应用拆成互不相干的几个应用,以提升效率。此时,用于加速前端页面开发的Web框架(MVC)是关键。
优点
- 系统拆分实现了流量分担,解决了并发问题,而且可以针对不同模块进行优化和水平扩展
- 一个系统的问题不会影响到其他系统,提高容错率
缺点
- 系统之间相互独立, 无法进行相互调用
- 系统之间相互独立, 会有重复的开发任务
这里的拆分是将一个系统拆分为多个系统,各个系统之间都是独立的。所以很多重复的代码部分不能相互调用
分布式架构
分布式架构 也是基于垂直应用架构演变而来,当垂直应用越来越多,重复的业务代码就会越来越多。这时候,我们就思考可不可以将重复的代码抽取出来,做成统一的业务层作为独立的服务,然后由前端控制层调用不同的业务层服务呢?
这就产生了新的分布式系统架构。它将把工程拆分成表现层和服务层两个部分,服务层中包含业务逻辑。表现层只需要处理和页面的交互,业务逻辑都是调用服务层的服务来实现。
在垂直应用架构基础上在进行拆分
每一刻系统拆分为表现层和服务层
单体应用都是在一个服务器上进行,相互调用直接调用即可,现在每一部分都是一个服务器,使用RPC技术进行服务层之间的调用
RPC(远程过程调用)
优点
- 抽取公共的功能为服务层,提高代码复用性
缺点
- 系统间耦合度变高,调用关系错综复杂,难以维护
SOA架构
在分布式架构下,当服务越来越多,容量的评估,小服务资源的浪费等问题逐渐显现,此时需增加一个调度中心对集群进行实时管理,比如,上面分布式架构中的前台页面系统,需要访问下面多个服务,十几二十个呢?下面的用户服务也被十几二十个调用者调用?
此时,用于资源调度和治理中心(SOA Service OrientedArchitecture,面向服务的架构)是关键。
避免资源的浪费使用一个资源调度来进行管理
中间的这层服务治理,现在主流用dubbo,但是早期是有人用WebService或者是ESB企业服务总线,底层通讯协议SOAP协议(Http+XML)实现传输。
优点
- 使用注册中心解决了服务间调用关系的自动调节
缺点
- 服务间会有依赖关系,一旦某个环节出错会影响较大( 服务雪崩 )
- 服务关心复杂,运维、测试部署困难
微服务架构
微服务架构模式是从SOA架构模式演变过来, 比SOA架构模式粒度更加精细,让专业的人去做专业的事情(专注),目的是提高效率,每个服务与服务之间互不影响,微服务架构中每个服务必须独立部署、互不影响,微服务架构模式体现轻巧、轻量级、适合于互联网公司开发模式。
微服务架构倡导应用程序设计程多个独立、可配置、可运行和可微服务的子服务。服务与服务通讯协议采用Http协议,使用restful风格API形式来进行通讯,数据交换格式轻量级json格式通讯,整个传输过程中,采用二进制,所以http协议可以跨语言平台,并且可以和其他不同的语言进行相互的通讯,所以很多开放平台都采用http协议接口。
微服务架构与SOA架构的不同
微服务架构比 SOA架构粒度会更加精细,让专业的人去做专业的事情(专注),目的提高效率,每个服务于服务之间互不影响,微服务架构中,每个服务必须独立部署,微服务架构更加轻巧,轻量级。
SOA 架构中可能数据库存储会发生共享,微服务强调独每个服务都是单独数据库,保证每个服务于服务之间互不影响。
项目体现特征微服务架构比 SOA 架构更加适合与互联网公司敏捷开发、快速迭代版本,因为粒度非常精细。
优点
- 服务原子化拆分,独立打包、部署和升级,保证每个微服务清晰的任务划分,利于扩展
- 微服务之间采用Restful等轻量级http协议相互调用
缺点
- 分布式系统开发的技术成本高(容错、分布式事务等)
Service Mesh(服务网格)
Service mesh这一概念其实出现的时间并不长,并且已经有相当数量的不同的方法来解决“service mesh”的问题,如管理微服务通信。目前,确定了三种service mesh创建的通信层可能存在的位置:
- 每个微服务导入的library
- 在特定节点提供服务给所有容器的节点agent
- 与应用程序容器一起运行的sidecar容器