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什么才是真正的架構(gòu)設(shè)計?

 liang1234_ 2020-03-16

作者:規(guī)速

地址:https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/78258430

一. 什么是架構(gòu)和架構(gòu)本質(zhì)

在軟件行業(yè),對于什么是架構(gòu),都有很多的爭論,每個人都有自己的理解。此君說的架構(gòu)和彼君理解的架構(gòu)未必是一回事。因此我們在討論架構(gòu)之前,我們先討論架構(gòu)的概念定義,概念是人認(rèn)識這個世界的基礎(chǔ),并用來溝通的手段,如果對架構(gòu)概念理解不一樣,那溝通起來自然不順暢。

Linux有架構(gòu),MySQL有架構(gòu),JVM也有架構(gòu),使用Java開發(fā)、MySQL存儲、跑在Linux上的業(yè)務(wù)系統(tǒng)也有架構(gòu),應(yīng)該關(guān)注哪一個?想要清楚以上問題需要梳理幾個有關(guān)系又相似的概念:系統(tǒng)與子系統(tǒng)、模塊與組建、框架與架構(gòu):

1.1. 系統(tǒng)與子系統(tǒng)

系統(tǒng):泛指由一群有關(guān)聯(lián)的個體組成,根據(jù)某種規(guī)則運作,能完成個別元件不能獨立完成的工作能力的群體。

子系統(tǒng):也是由一群關(guān)聯(lián)的個體組成的系統(tǒng),多半是在更大的系統(tǒng)中的一部分。

1.2. 模塊與組件

都是系統(tǒng)的組成部分,從不同角度拆分系統(tǒng)而已。模塊是邏輯單元,組件是物理單元。
模塊就是從邏輯上將系統(tǒng)分解, 即分而治之, 將復(fù)雜問題簡單化。模塊的粒度可大可小, 可以是系統(tǒng),幾個子系統(tǒng)、某個服務(wù),函數(shù), 類,方法、 功能塊等等。
組件可以包括應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、物理機、還可以包括MQ、容器、Nginx等技術(shù)組件。

1.3. 框架與架構(gòu)

框架是組件實現(xiàn)的規(guī)范,例如:MVC、MVP、MVVM等,是提供基礎(chǔ)功能的產(chǎn)品,例如開源框架:Ruby on Rails、Spring、Laravel、Django等,這是可以拿來直接使用或者在此基礎(chǔ)上二次開發(fā)。
框架是規(guī)范,架構(gòu)是結(jié)構(gòu)。
我在這重新定義架構(gòu):軟件架構(gòu)指軟件系統(tǒng)的頂層結(jié)構(gòu)。
架構(gòu)是經(jīng)過系統(tǒng)性地思考, 權(quán)衡利弊之后在現(xiàn)有資源約束下的最合理決策, 最終明確的系統(tǒng)骨架: 包括子系統(tǒng), 模塊, 組件. 以及他們之間協(xié)作關(guān)系, 約束規(guī)范, 指導(dǎo)原則.并由它來指導(dǎo)團隊中的每個人思想層面上的一致。涉及四方面:
  • 系統(tǒng)性思考的合理決策:比如技術(shù)選型、解決方案等。
  • 明確的系統(tǒng)骨架:明確系統(tǒng)有哪些部分組成。
  • 系統(tǒng)協(xié)作關(guān)系:各個組成部分如何協(xié)作來實現(xiàn)業(yè)務(wù)請求。
  • 約束規(guī)范和指導(dǎo)原則:保證系統(tǒng)有序,高效、穩(wěn)定運行。

因此架構(gòu)師具備能力:理解業(yè)務(wù),全局把控,選擇合適技術(shù),解決關(guān)鍵問題、指導(dǎo)研發(fā)落地實施。

架構(gòu)的本質(zhì)就是對系統(tǒng)進行有序化地重構(gòu)以致符合當(dāng)前業(yè)務(wù)的發(fā)展,并可以快速擴展。

那什么樣的系統(tǒng)要考慮做架構(gòu)設(shè)計 技術(shù)不會平白無故的出和自驅(qū)動發(fā)展起來,而架構(gòu)的發(fā)展和需求是基于業(yè)務(wù)的驅(qū)動。

架構(gòu)設(shè)計完全是為了業(yè)務(wù),

  • 需求相對復(fù)雜.
  • 非功能性需求在整個系統(tǒng)占據(jù)重要位置.
  • 系統(tǒng)生命周期長,有擴展性需求.
  • 系統(tǒng)基于組件或者集成的需要.
  • 業(yè)務(wù)流程再造的需要.

二. 架構(gòu)分層和分類

架構(gòu)分類可細(xì)分為業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu), 代碼架構(gòu), 部署架構(gòu)
業(yè)務(wù)架構(gòu)是戰(zhàn)略,應(yīng)用架構(gòu)是戰(zhàn)術(shù),技術(shù)架構(gòu)是裝備。其中應(yīng)用架構(gòu)承上啟下,一方面承接業(yè)務(wù)架構(gòu)的落地,另一方面影響技術(shù)選型。
熟悉業(yè)務(wù),形成業(yè)務(wù)架構(gòu),根據(jù)業(yè)務(wù)架構(gòu),做出相應(yīng)的應(yīng)用架構(gòu),最后技術(shù)架構(gòu)落地實施。
如何針對當(dāng)前需求,選擇合適的應(yīng)用架構(gòu),如何面向未來,保證架構(gòu)平滑過渡,這個是軟件開發(fā)者,特別是架構(gòu)師,都需要深入思考的問題。

2.1. 業(yè)務(wù)架構(gòu)(俯視架構(gòu))

包括業(yè)務(wù)規(guī)劃,業(yè)務(wù)模塊、業(yè)務(wù)流程,對整個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)進行拆分,對領(lǐng)域模型進行設(shè)計,把現(xiàn)實的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化成抽象對象。
沒有最優(yōu)的架構(gòu),只有最合適的架構(gòu),一切系統(tǒng)設(shè)計原則都要以解決業(yè)務(wù)問題為最終目標(biāo),脫離實際業(yè)務(wù)的技術(shù)情懷架構(gòu)往往會給系統(tǒng)帶入大坑,任何不基于業(yè)務(wù)做異想天開的架構(gòu)都是耍流氓。
所有問題的前提要搞清楚我們今天面臨的業(yè)務(wù)量有多大,增長走勢是什么樣,而且解決高并發(fā)的過程,一定是一個循序漸進逐步的過程。合理的架構(gòu)能夠提前預(yù)見業(yè)務(wù)發(fā)展1~2年為宜。這樣可以付出較為合理的代價換來真正達到技術(shù)引領(lǐng)業(yè)務(wù)成長的效果。
看看京東業(yè)務(wù)架構(gòu)(網(wǎng)上分享圖)

2.2. 應(yīng)用架構(gòu)(剖面架構(gòu),也叫邏輯架構(gòu)圖)

硬件到應(yīng)用的抽象,包括抽象層和編程接口。應(yīng)用架構(gòu)和業(yè)務(wù)架構(gòu)是相輔相成的關(guān)系。業(yè)務(wù)架構(gòu)的每一部分都有應(yīng)用架構(gòu)。
類似:
應(yīng)用架構(gòu):應(yīng)用作為獨立可部署的單元,為系統(tǒng)劃分了明確的邊界,深刻影響系統(tǒng)功能組織、代碼開發(fā)、部署和運維等各方面. 應(yīng)用架構(gòu)定義系統(tǒng)有哪些應(yīng)用、以及應(yīng)用之間如何分工和合作。這里所謂應(yīng)用就是各個邏輯模塊或者子系統(tǒng)。
應(yīng)用架構(gòu)圖關(guān)鍵有2點:
①. 職責(zé)劃分: 明確應(yīng)用(各個邏輯模塊或者子系統(tǒng))邊界
  • 邏輯分層
  • 子系統(tǒng)、模塊定義。
  • 關(guān)鍵類。
②. 職責(zé)之間的協(xié)作:
  • 接口協(xié)議:應(yīng)用對外輸出的接口。
  • 協(xié)作關(guān)系:應(yīng)用之間的調(diào)用關(guān)系。
應(yīng)用分層有兩種方式:
  • 一種是水平分(橫向),按照功能處理順序劃分應(yīng)用,比如把系統(tǒng)分為web前端/中間服務(wù)/后臺任務(wù),這是面向業(yè)務(wù)深度的劃分。
  • 另一種是垂直分(縱向),按照不同的業(yè)務(wù)類型劃分應(yīng)用,比如進銷存系統(tǒng)可以劃分為三個獨立的應(yīng)用,這是面向業(yè)務(wù)廣度的劃分。
應(yīng)用的合反映應(yīng)用之間如何協(xié)作,共同完成復(fù)雜的業(yè)務(wù)case,主要體現(xiàn)在應(yīng)用之間的通訊機制和數(shù)據(jù)格式,通訊機制可以是同步調(diào)用/異步消息/共享DB訪問等,數(shù)據(jù)格式可以是文本/XML/JSON/二進制等。
應(yīng)用的分偏向于業(yè)務(wù),反映業(yè)務(wù)架構(gòu),應(yīng)用的合偏向于技術(shù),影響技術(shù)架構(gòu)。分降低了業(yè)務(wù)復(fù)雜度,系統(tǒng)更有序,合增加了技術(shù)復(fù)雜度,系統(tǒng)更無序。
應(yīng)用架構(gòu)的本質(zhì)是通過系統(tǒng)拆分,平衡業(yè)務(wù)和技術(shù)復(fù)雜性,保證系統(tǒng)形散神不散。
系統(tǒng)采用什么樣的應(yīng)用架構(gòu),受業(yè)務(wù)復(fù)雜性影響,包括企業(yè)發(fā)展階段和業(yè)務(wù)特點;同時受技術(shù)復(fù)雜性影響,包括IT技術(shù)發(fā)展階段和內(nèi)部技術(shù)人員水平。業(yè)務(wù)復(fù)雜性(包括業(yè)務(wù)量大)必然帶來技術(shù)復(fù)雜性,應(yīng)用架構(gòu)目標(biāo)是解決業(yè)務(wù)復(fù)雜性的同時,避免技術(shù)太復(fù)雜,確保業(yè)務(wù)架構(gòu)落地。
2.3. 數(shù)據(jù)架構(gòu)
數(shù)據(jù)架構(gòu)指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計. 不僅僅要考慮開發(fā)中涉及到的數(shù)據(jù)庫,實體模型,也要考慮物理架構(gòu)中數(shù)據(jù)存儲的設(shè)計。
2.4. 代碼架構(gòu)(也叫開發(fā)架構(gòu))
子系統(tǒng)代碼架構(gòu)主要為開發(fā)人員提供切實可行的指導(dǎo),如果代碼架構(gòu)設(shè)計不足,就會造成影響全局的架構(gòu)設(shè)計。比如公司內(nèi)不同的開發(fā)團隊使用不同的技術(shù)棧或者組件,結(jié)果公司整體架構(gòu)設(shè)計就會失控。
代碼架構(gòu)主要定義:
①. 代碼單元:
  • 配置設(shè)計
  • 框架、類庫。
②. 代碼單元組織:
  • 編碼規(guī)范,編碼的慣例。
  • 項目模塊劃分
  • 頂層文件結(jié)構(gòu)設(shè)計,比如mvc設(shè)計。
  • 依賴關(guān)系
2.5. 技術(shù)架構(gòu)
技術(shù)架構(gòu):確定組成應(yīng)用系統(tǒng)的實際運行組件(lvs,nginx,tomcat,php-fpm等),這些運行組件之間的關(guān)系,以及部署到硬件的策略。
技術(shù)架構(gòu)主要考慮系統(tǒng)的非功能性特征,對系統(tǒng)的高可用、高性能、擴展、安全、伸縮性、簡潔等做系統(tǒng)級的把握。
系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計要求架構(gòu)師具備軟件和硬件的功能和性能的過硬知識,這也是架構(gòu)設(shè)計工作中最為困難的工作。
2.6. 部署拓?fù)浼軜?gòu)圖(實際物理架構(gòu)圖)
拓?fù)浼軜?gòu),包括架構(gòu)部署了幾個節(jié)點,節(jié)點之間的關(guān)系,服務(wù)器的高可用,網(wǎng)路接口和協(xié)議等,決定了應(yīng)用如何運行,運行的性能,可維護性,可擴展性,是所有架構(gòu)的基礎(chǔ)。這個圖主要是運維工程師主要關(guān)注的對象。
物理架構(gòu)主要考慮硬件選擇和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),軟件到硬件的映射,軟硬件的相互影響。

三. 架構(gòu)級別

我們使用金字塔的架構(gòu)級別來說明,上層級別包含下層:
  • 系統(tǒng)級:即整個系統(tǒng)內(nèi)各部分的關(guān)系以及如何治理:分層
  • 應(yīng)用級:即單個應(yīng)用的整體架構(gòu),及其與系統(tǒng)內(nèi)單個應(yīng)用的關(guān)系等。
  • 模塊級:即應(yīng)用內(nèi)部的模塊架構(gòu),如代碼的模塊化、數(shù)據(jù)和狀態(tài)的管理等。
  • 代碼級:即從代碼級別保障架構(gòu)實施。
戰(zhàn)略設(shè)計與戰(zhàn)術(shù)設(shè)計
基于架構(gòu)金字塔,我們有了系統(tǒng)架構(gòu)的戰(zhàn)略設(shè)計與戰(zhàn)術(shù)設(shè)計的完美結(jié)合:
  • 戰(zhàn)略設(shè)計:業(yè)務(wù)架構(gòu)用于指導(dǎo)架構(gòu)師如何進行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計。
  • 戰(zhàn)術(shù)設(shè)計:應(yīng)用架構(gòu)要根據(jù)業(yè)務(wù)架構(gòu)來設(shè)計。
  • 戰(zhàn)術(shù)實施:應(yīng)用架構(gòu)確定以后,就是技術(shù)選型。

四. 應(yīng)用架構(gòu)演進

業(yè)務(wù)架構(gòu)是生產(chǎn)力,應(yīng)用架構(gòu)是生產(chǎn)關(guān)系,技術(shù)架構(gòu)是生產(chǎn)工具。業(yè)務(wù)架構(gòu)決定應(yīng)用架構(gòu),應(yīng)用架構(gòu)需要適配業(yè)務(wù)架構(gòu),并隨著業(yè)務(wù)架構(gòu)不斷進化,同時應(yīng)用架構(gòu)依托技術(shù)架構(gòu)最終落地。
架構(gòu)演進路程:單體應(yīng)用→分布式應(yīng)用服務(wù)化→微服務(wù)
4.1. 單體應(yīng)用
企業(yè)一開始業(yè)務(wù)比較簡單,只應(yīng)用某個簡單場景,應(yīng)用服務(wù)支持?jǐn)?shù)據(jù)增刪改查和簡單的邏輯即可,單體應(yīng)用可以滿足要求。
典型的三級架構(gòu),前端(Web/手機端) 中間業(yè)務(wù)邏輯層 數(shù)據(jù)庫層。這是一種典型的Java Spring MVC或者Python Django框架的應(yīng)用。其架構(gòu)圖如下所示:
針對單體應(yīng)用,非功能性需求的做法:
  • 性能需求:使用緩存改善性能
  • 并發(fā)需求:使用集群改善并發(fā)
  • 讀寫分離:數(shù)據(jù)庫地讀寫分離
  • 使用反向代理和cdn加速
  • 使用分布式文件和分布式數(shù)據(jù)庫
單體架構(gòu)的應(yīng)用比較容易部署、測試, 在項目的初期,單體應(yīng)用可以很好地運行。然而,隨著需求的不斷增加, 越來越多的人加入開發(fā)團隊,代碼庫也在飛速地膨脹。慢慢地,單體應(yīng)用變得越來越臃腫,可維護性、靈活性逐漸降低,維護成本越來越高。下面是單體架構(gòu)應(yīng)用的一些缺點:
  • 復(fù)雜性高:以一個百萬行級別的單體應(yīng)用為例,整個項目包含的模塊非常多、模塊的邊界模糊、 依賴關(guān)系不清晰、 代碼質(zhì)量參差不齊、 混亂地堆砌在一起??上攵麄€項目非常復(fù)雜。每次修改代碼都心驚膽戰(zhàn), 甚至添加一個簡單的功能, 或者修改一個Bug都會帶來隱含的缺陷。

  • 技術(shù)債務(wù):隨著時間推移、需求變更和人員更迭,會逐漸形成應(yīng)用程序的技術(shù)債務(wù), 并且越積 越多?!?不壞不修”, 這在軟件開發(fā)中非常常見, 在單體應(yīng)用中這種思想更甚。已使用的系統(tǒng)設(shè)計或代碼難以被修改,因為應(yīng)用程序中的其他模塊可能會以意料之外的方式使用它。

  • 部署頻率低:隨著代碼的增多,構(gòu)建和部署的時間也會增加。而在單體應(yīng)用中, 每次功能的變更或缺陷的修復(fù)都會導(dǎo)致需要重新部署整個應(yīng)用。全量部署的方式耗時長、 影響范圍大、 風(fēng)險高, 這使得單體應(yīng)用項目上線部署的頻率較低。而部署頻率低又導(dǎo)致兩次發(fā)布之間會有大量的功能變更和缺陷修復(fù),出錯率比較高。

  • 可靠性差:某個應(yīng)用Bug,例如死循環(huán)、內(nèi)存溢出等, 可能會導(dǎo)致整個應(yīng)用的崩潰。

  • 擴展能力受限:單體應(yīng)用只能作為一個整體進行擴展,無法根據(jù)業(yè)務(wù)模塊的需要進行伸縮。例如,應(yīng)用中有的模塊是計算密集型的,它需要強勁的CPU;有的模塊則是IO密集型的,需要更大的內(nèi)存。由于這些模塊部署在一起,不得不在硬件的選擇上做出妥協(xié)。

  • 阻礙技術(shù)創(chuàng)新:單體應(yīng)用往往使用統(tǒng)一的技術(shù)平臺或方案解決所有的問題, 團隊中的每個成員 都必須使用相同的開發(fā)語言和框架,要想引入新框架或新技術(shù)平臺會非常困難。

4.2. 分布式
隨著業(yè)務(wù)深入,業(yè)務(wù)要求的產(chǎn)品功能越來越多,每個業(yè)務(wù)模塊邏輯也都變得更加復(fù)雜,業(yè)務(wù)的深度和廣度都增加,使得單體應(yīng)用變得越來越臃腫,可維護性、靈活性逐漸降低,增加新功能開發(fā)周期越來越長,維護成本越來越高。
這時需要對系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)功能模塊拆分,將各個模塊服務(wù)化,變成一個分布式系統(tǒng)。業(yè)務(wù)模塊分別部署在不同的服務(wù)器上,各個業(yè)務(wù)模塊之間通過接口進行數(shù)據(jù)交互。
該架構(gòu)相對于單體架構(gòu)來說,這種架構(gòu)提供了負(fù)載均衡的能力,大大提高了系統(tǒng)負(fù)載能力,解決了網(wǎng)站高并發(fā)的需求。另外還有以下特點:
  • 降低了耦合度:把模塊拆分,使用接口通信,降低模塊之間的耦合度。

  • 責(zé)任清晰:把項目拆分成若干個子項目,不同的團隊負(fù)責(zé)不同的子項目。

  • 擴展方便:增加功能時只需要再增加一個子項目,調(diào)用其他系統(tǒng)的接口就可以。

  • 部署方便:可以靈活的進行分布式部署。

  • 提高代碼的復(fù)用性:比如Service層,如果不采用分布式rest服務(wù)方式架構(gòu)就會在手機Wap商城,微信商城,PC,Android,iOS每個端都要寫一個Service層邏輯,開發(fā)量大,難以維護一起升級,這時候就可以采用分布式rest服務(wù)方式,公用一個service層。

  • 缺點:系統(tǒng)之間的交互要使用遠(yuǎn)程通信,接口開發(fā)增大工作量,但是利大于弊。

4.3. 微服務(wù)
緊接著業(yè)務(wù)模式越來越復(fù)雜,訂單、商品、庫存、價格等各個模塊都很深入,比如價格區(qū)分會員等級,訪問渠道(app還是PC),銷售方式(團購還是普通)等,還有大量的價格促銷,這些規(guī)則很復(fù)雜,容易相互沖突,需要把分散到各個業(yè)務(wù)的價格邏輯進行統(tǒng)一管理,以基礎(chǔ)價格服務(wù)的方式透明地提供給上層應(yīng)用,變成一個微內(nèi)核的服務(wù)化架構(gòu),即微服務(wù)。
微服務(wù)的特點:
  • 易于開發(fā)和維護:一個微服務(wù)只會關(guān)注一個特定的業(yè)務(wù)功能,所以它業(yè)務(wù)清晰、代碼量較少。開發(fā)和維護單個微服務(wù)相對簡單。而整個應(yīng)用是由若干個微服務(wù)構(gòu)建而成的,所以整個應(yīng)用也會被維持在一個可控狀態(tài)。

  • 單個微服務(wù)啟動較快:單個微服務(wù)代碼量較少, 所以啟動會比較快。

  • 局部修改容易部署:單體應(yīng)用只要有修改,就得重新部署整個應(yīng)用,微服務(wù)解決了這樣的問題。一般來說,對某個微服務(wù)進行修改,只需要重新部署這個服務(wù)即可。

  • 技術(shù)棧不受限:在微服務(wù)架構(gòu)中,可以結(jié)合項目業(yè)務(wù)及團隊的特點,合理地選擇技術(shù)棧。例如某些服務(wù)可使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL;某些微服務(wù)有圖形計算的需求,可以使用Neo4j;甚至可根據(jù)需要,部分微服務(wù)使用Java開發(fā),部分微服務(wù)使用Node.js開發(fā)。

微服務(wù)雖然有很多吸引人的地方,但它并不是免費的午餐,使用它是有代價的。使用微服務(wù)架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)。
  • 運維要求較高:更多的服務(wù)意味著更多的運維投入。在單體架構(gòu)中,只需要保證一個應(yīng)用的正常運行。而在微服務(wù)中,需要保證幾十甚至幾百個服務(wù)服務(wù)的正常運行與協(xié)作,這給運維帶來了很大的挑戰(zhàn)。

  • 分布式固有的復(fù)雜性:使用微服務(wù)構(gòu)建的是分布式系統(tǒng)。對于一個分布式系統(tǒng),系統(tǒng)容錯、網(wǎng)絡(luò)延遲、分布式事務(wù)等都會帶來巨大的挑戰(zhàn)。

  • 接口調(diào)整成本高:微服務(wù)之間通過接口進行通信。如果修改某一個微服務(wù)的API,可能所有使用了該接口的微服務(wù)都需要做調(diào)整。

  • 重復(fù)勞動:很多服務(wù)可能都會使用到相同的功能,而這個功能并沒有達到分解為一個微服務(wù)的程度,這個時候,可能各個服務(wù)都會開發(fā)這一功能,從而導(dǎo)致代碼重復(fù)。盡管可以使用共享庫來解決這個問題(例如可以將這個功能封裝成公共組件,需要該功能的微服務(wù)引用該組件),但共享庫在多語言環(huán)境下就不一定行得通了。

五. 衡量架構(gòu)的合理性

架構(gòu)為業(yè)務(wù)服務(wù),沒有最優(yōu)的架構(gòu),只有最合適的架構(gòu),架構(gòu)始終以高效,穩(wěn)定,安全為目標(biāo)來衡量其合理性。
合理的架構(gòu)設(shè)計:
5.1. 業(yè)務(wù)需求角度
  • 能解決當(dāng)下業(yè)務(wù)需求和問題
  • 高效完成業(yè)務(wù)需求: 能以優(yōu)雅且可復(fù)用的方式解決當(dāng)下所有業(yè)務(wù)問題
  • 前瞻性設(shè)計: 能在未來一段時間都能以第2種方式滿足業(yè)務(wù),從而不會每次當(dāng)業(yè)務(wù)進行演變時,導(dǎo)致架構(gòu)翻天覆地的變化。

5.2. 非業(yè)務(wù)需求角度

①. 穩(wěn)定性。指標(biāo):
  • 高可用:要盡可能的提高軟件的可用性,我想每個操作人都不愿意看到自己的工作無法正常進行。黑盒白盒測試、單元測試、自動化測試、故障注入測試、提高測試覆蓋率等方式來一步一步推進。
②. 高效指標(biāo):
  • 文檔化:不管是整體還是部分的整個生命周期內(nèi)都必須做好文檔化,變動的來源包括但不限于BUG,需求。
  • 可擴展:軟件的設(shè)計秉承著低耦合的理念去做,注意在合理的地方抽象。方便功能更改、新增和運用技術(shù)的迭代,并且支持在適時對架構(gòu)做出重構(gòu)。
  • 高復(fù)用:為了避免重復(fù)勞動,為了降低成本,我們希望能夠重用之前的代碼、之前的設(shè)計。這點對于架構(gòu)環(huán)境的依賴是最大的。
③. 安全指標(biāo)
  • 安全:組織的運作過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都是具有商業(yè)價值的,保證數(shù)據(jù)的安全也是刻不容緩的一部分。以免出現(xiàn)XX門之類丑聞。加密、https等為普遍手段

六. 常見架構(gòu)誤區(qū)

開高走落不到實處

  • 遺漏關(guān)鍵性約束與非功能需求
  • 為虛無的未來埋單而過度設(shè)計
  • 過早做出關(guān)鍵性決策
  • 客戶說啥就是啥成為傳話筒
  • 埋頭干活兒缺乏前瞻性
  • 架構(gòu)設(shè)計還要考慮系統(tǒng)可測性
  • 架構(gòu)設(shè)計不要企圖一步到位







常見誤區(qū)

  • 誤區(qū)1——架構(gòu)專門由架構(gòu)師來做,業(yè)務(wù)開發(fā)人員無需關(guān)注:架構(gòu)的再好,最終還是需要代碼來落地,并且組織越大這個落地的難度越大。不單單是系統(tǒng)架構(gòu),每個解決方案每個項目也由自己的架構(gòu),如分層、設(shè)計模式等。如果每一塊磚瓦不夠堅固,那么整個系統(tǒng)還是會由崩塌的風(fēng)險。所謂“千里之堤,潰于蟻穴”。

  • 誤區(qū)2——架構(gòu)師確定了架構(gòu)藍(lán)圖之后任務(wù)就結(jié)束了:架構(gòu)不是“空中樓閣”,最終還是要落地的,但是架構(gòu)師完全不去深入到第一線怎么知道“地”在哪?怎么才能落的穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)。

  • 誤區(qū)3——不做出完美的架構(gòu)設(shè)計不開工:世上沒有最好架構(gòu),只有最合適的架構(gòu),不要企圖一步到位。我們需要的不是一下子造出一輛汽車,而是從單輪車→自行車→摩托車,最后再到汽車。想象一下2年后才能造出的產(chǎn)品,當(dāng)初市場還存在嗎?

  • 誤區(qū)4—— 為虛無的未來埋單而過度設(shè)計:在創(chuàng)業(yè)公司初期,業(yè)務(wù)場景和需求邊界很難把握,產(chǎn)品需要快速迭代和變現(xiàn),需求頻繁更新,這個時候需要的是快速實現(xiàn)。不要過多考慮未來的擴展,說不定功能做完,效果不好就無用了。如果業(yè)務(wù)模式和應(yīng)用場景邊界都已經(jīng)比較清晰,是應(yīng)該適當(dāng)?shù)目紤]未來的擴展性設(shè)計。

  • 誤區(qū)5——一味追隨大公司的解決方案:由于大公司巨大成功的光環(huán)效應(yīng),再加上從大公司挖來的技術(shù)高手的影響,網(wǎng)站在討論架構(gòu)決策時,最有說服力的一句話就成了“淘寶就是這么搞的”或者“騰訊 就是這么搞的”。大公司的經(jīng)驗和成功模式固然重要,值得學(xué)習(xí)借鑒,但如果因此而變得盲從,就失去了堅持自我的勇氣,在架構(gòu)演化的道路上遲早會迷路。

  • 誤區(qū)6——為了技術(shù)而技術(shù):技術(shù)是為業(yè)務(wù)而存在的,除此毫無意義。在技術(shù)選型和架構(gòu)設(shè)計中,脫離網(wǎng)站業(yè)務(wù)發(fā)展的實際,一味追求時髦的新技術(shù),可能會將技術(shù)發(fā)展引入崎嶇小道,架構(gòu)之路越走越難。考慮實現(xiàn)成本、時間、人員等各方面都要綜合考慮,理想與現(xiàn)實需要折中。

七. 架構(gòu)知識體系

7.1. 架構(gòu)演進
  • 初始階段:LAMP,部署在一臺服務(wù)器
  • 應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器分離
  • 使用緩存改善性能
  • 使用集群改善并發(fā)
  • 數(shù)據(jù)庫地讀寫分離
  • 使用反向代理和cdn加速
  • 使用分布式文件和分布式數(shù)據(jù)庫
  • 業(yè)務(wù)拆分
  • 分布式服務(wù)
7.2. 架構(gòu)模式
分層:橫向分層:應(yīng)用層,服務(wù)層,數(shù)據(jù)層
分割:縱向分割:拆分功能和服務(wù)
分布式
  • 分布式應(yīng)用和服務(wù)
  • 分布式靜態(tài)資源
  • 分布式數(shù)據(jù)和存儲
  • 分布式計算
集群:提高并發(fā)和可用性
緩存:優(yōu)化系統(tǒng)性能
  • cdn
  • 方向代理訪問資源
  • 本地緩存
  • 分布式緩存
異步:降低系統(tǒng)的耦合性
  • 提供系統(tǒng)的可用性
  • 加快響應(yīng)速度
冗余:冷備和熱備,保證系統(tǒng)的可用性
自動化:發(fā)布,測試,部署,監(jiān)控,報警,失效轉(zhuǎn)移,故障恢復(fù)
安全:
7.3. 架構(gòu)核心要素
高性能:網(wǎng)站的靈魂
  • 性能測試
  • 前端優(yōu)化
  • 應(yīng)用優(yōu)化
  • 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化
可用性:保證服務(wù)器不宕機,一般通過冗余部署備份服務(wù)器來完成
  • 負(fù)載均衡
  • 數(shù)據(jù)備份
  • 自動發(fā)布
  • 灰度發(fā)布
  • 監(jiān)控報警
伸縮性:建集群,是否快速應(yīng)對大規(guī)模增長的流量,容易添加新的機器
集群
  • 負(fù)載均衡
  • 緩存負(fù)載均衡
可擴展性:主要關(guān)注功能需求,應(yīng)對業(yè)務(wù)的擴展,快速響應(yīng)業(yè)務(wù)的變化。是否做法開閉原則,系統(tǒng)耦合依賴
  • 分布式消息
  • 服務(wù)化
安全性:網(wǎng)站的各種攻擊,各種漏洞是否堵住,架構(gòu)是否可以做到限流作用,防止ddos攻擊。
  • xss攻擊
  • sql注入
  • csr攻擊
  • web防火墻漏洞
  • 安全漏洞
  • ssl

八. 架構(gòu)書籍推薦

1. 《大型網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu):核心原理與案例分析》
這是比較早,比較系統(tǒng)介紹大型網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)的書,通俗易懂又充滿智慧,即便你之前完全沒接觸過網(wǎng)站開發(fā),通讀前幾章,也能快速獲取到常見的網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)及其應(yīng)用場景。非常贊。
2. 《億級流量網(wǎng)站架構(gòu)核心技術(shù)》
相比《大型網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)》的高屋建瓴,開濤的這本《億級流量網(wǎng)站架構(gòu)核心技術(shù)》則落實到細(xì)節(jié),網(wǎng)站架構(gòu)中常見的各種技術(shù),比如緩存、隊列、線程池、代理……,統(tǒng)統(tǒng)都講到了,而且配有核心代碼。甚至連 Nginx 的配置都有!
如果你想在實現(xiàn)大流量網(wǎng)站時找參考技術(shù)和代碼,這本書最合適啦。
3. 《架構(gòu)即未來》
這是一本“神書”啦,超越具體技術(shù)層面,著重剖析架構(gòu)問題的根源,幫助我們弄清楚應(yīng)該以何種方式管理、領(lǐng)導(dǎo)、組織和配置團隊。
4. 《分布式服務(wù)架構(gòu):原理、設(shè)計與實戰(zhàn)》
這本書全面介紹了分布式服務(wù)架構(gòu)的原理與設(shè)計,并結(jié)合作者在實施微服務(wù)架構(gòu)過程中的實踐經(jīng)驗,總結(jié)了保障線上服務(wù)健康、可靠的最佳方案,是一本架構(gòu)級、實戰(zhàn)型的重量級著作。
5. 《聊聊架構(gòu)》
這算是架構(gòu)方面的一本神書了,從架構(gòu)的原初談起,從業(yè)務(wù)的拆分談起,談到架構(gòu)的目的,架構(gòu)師的角色,架構(gòu)師如何將架構(gòu)落地……強烈推薦。
不過,對于沒有架構(gòu)實踐經(jīng)驗的小伙伴來講,可能會覺得這本書比較虛,概念多,實戰(zhàn)少。但如果你有過一兩個項目的架構(gòu)經(jīng)驗,就會深深認(rèn)同書中追本溯源探討的架構(gòu)理念。
6. 《軟件架構(gòu)師的12項修煉》
大多數(shù)時候所謂的“技術(shù)之玻璃天花板”其實只是缺乏軟技能而已。這些技能可以學(xué)到,缺乏的知識可以通過決定改變的努力來彌補。

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