微服务|系统应用架构演变

单体架构

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单体架构即将所有的业务放在一个项目中开发,作为一个应用部署,这样的架构比较简单,但是不能满足复杂的业务需求。早期互联网产品因为流量小所以靠单体应用也能维持业务,但现在随着业务更加复杂单体应用已经满足不了。

比如说一个电商系统,里面会包含很多用户管理,商品管理,订单管理,物流管理等等很多模块,我们会把它们做成一个web项目,然后部署到一台tomcat服务器上。

单体架构优点:单体架构比较简单,部署和维护成本低。

单体架构缺点:

  1. 单体架构不能满足复杂的业务需求,需要更多的资源和时间来开发复杂的应用。
  2. 模块之间紧密耦合,单点容错率低
  3. 无法很好地针对不同模块进行性能优化和扩展
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垂直应用架构

随着访问量的逐渐增大,单一应用只能依靠增加节点来应对,但是这时候会发现并不是所有的模块都会有比较大的访问量。还是以上面的电商为例子,用户访问量的增加可能影响的只是用户和订单模块,但是对消息模块的影响就比较小. 那么此时我们希望只多增加几个订单模块,而不增加消息模块. 此时单体应用就做不到了,垂直应用就应运而生了。

垂直应用架构是一种更加灵活的架构,它将业务模块划分成多个独立的项目,每个项目都是一个独立的应用,这样的架构比较灵活。

例如一个单体应用的电商系统可以拆分成:电商系统(用户管理 商品管理 订单管理)、后台系统(用户管理 订单管理 客户管理)、CMS系统(广告管理 营销管理)

这样拆分完毕之后,一旦用户访问量变大,只需要增加电商系统的节点就可以了,而无需增加后台和CMS的节点。

优点:

  1. 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扩展
  2. 一个系统的问题不会影响到其他系统,提高容错率

缺点:

  1. 系统之间相互独立,无法进行相互调用
  2. 系统之间相互独立,会有重复的开发任务
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分布式架构

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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,例如数据库操作,网络请求,文件读写等等。

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。

优点:分布式架构可以满足复杂的业务需求,并且抽取公共功能为服务层,提高代码复用性

缺点:系统间耦合度变高,调用关系复杂,难以维护

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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。

此时,用于资源调度和治理中心(SOA Service Oriented Architecture,面向服务的架构)是关键。

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:

  1. 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 )
  2. 服务关系复杂,运维、测试部署困难
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微服务架构

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微服务架构在某种程度上是面向服务的架构SOA继续发展的下一步,它更加强调服务的"彻底拆分"。

微服务架构特征:

  • 单一职责:微服务拆分粒度更小,每一个服务都对应唯一的业务能力,做到单一职责,避免重复业务开发
  • 面向服务:微服务对外暴露业务接口
  • 自治:团队独立、技术独立、数据独立、部署独立
  • 隔离性强:服务调用做好隔离、容错、降级,避免出现级联问题

优点:

  1. 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
  2. 微服务之间采用tcp协议相互调用

缺点:架构非常复杂,运维、监控、部署难度提高

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