[架构] 从零开始学软件架构：架构设计分层实现

本文是从零开始学软件架构系列文章的第一篇，主题为架构设计分层实现。本文的主要内容包括：课程简介、分层的意义、分层思想的应用、以 Java 为例的分层模型的演进过程、分布式分层架构等内容。学习目的是了解分层模型的演进过程，学习如何利用分层思想设计现代高可用的亿级流量平台的软件架构。

简介

什么是架构

架构，又名软件架构，是有关软件整体结构与组件的抽象描述，用于指导大型软件系统各个方面的设计。

优秀的性能、超强TPS/QPS的承载能力、高可用决定了你的能够支撑多少 PV 的流量。

Balance，选择一个投入产出比最优的方案。

项目中的角色

客户、产品经理、开发人员、测试人员、运维人员、系统架构师、系统负责人、项目经理、用户。

构架师的职责

• 明确需求：理解和把握需求。
• 系统能力分解：将需求指标分解为系统能力。
• 技术选型
• 制定架构说明书并主导执行落地

架构师成长路径

架构师必备能力

架构师必备的能力如下：

• 设计能力
• 管理能力
• 技术实力
• 沟通能力
• 应急能力
• 抽象能力

课程大纲

本系列课程包括如下的知识脉络：

• 架构设计分层实现
• 访问层架构知识
• API 网关层架构知识
• 核心服务层架构知识
• 数据存储及接入层知识
• 监控，限流，降级知识

学习收获

• 掌握主流互联网高性能后端服务平台的系统分层模型及设计思想；
• 掌握 Web 接入层负载均衡，前置缓存等设计技术；
• 掌握 Dubbo 服务治理、异步 MQ、任务调度、缓存、隔离队列等核心服务层设计技术；
• 掌握 Redis、SQL 数据库、NoSQL 数据库以及代理接入，分库分表等技术；
  掌握服务监控、应急限流降级等相关技术。

架构设计分层实现

为什么分层

架构分层的主要目的：

• 分而治之
• 各司其职
• 有条不紊的结合

常见的分层设计：

• 计算机网络 OSI 七层模型
• Web 系统 MVC 模型分层设计
• 基于领域模型的分层设计

分层模型演进（Java）

分层模型v0.1时代：Servlet JSP 时代

模型步骤：

1. Servlet+Tomcat 容器完成 Web 接入
2. 使用 JavaBean+JDBC 完成数据层接入
3. 使用 JSP 完成页面展示

分层模型v1.0时代：MVC 分层

分层：web 层、业务层、数据访问层、数据持久层

SSH 时代：

模型步骤：

1. Structs 解决接入及表示层
2. Spring 解决业务服务、事务处理、会话管理等问题
3. Hibernate 解决数据存储接入问题

缺点：

1. Hibernate：面对对象的过度封装在复杂的业务场景下缺乏灵活性；Java模型处理的状态跟数据库的状态做绑定。
2. Structs：表示层过于复杂，每个请求对应一个 Action Servlet 类做实现。
3. JSP：不符合前后端分离的趋势。

分层模型v1.5时代：SSM 时代

模型步骤：

1. SpringMVC 解决接入及表示层
2. Spring 解决业务服务、事务处理、会话管理等问题
3. MyBatis 解决数据接入层

分层模型 v2.0 时代： SpringBoot all in one

优点：

• 整合了所有 Spring 的框架功能
• 提供了简单的配置及注解的接入方式
• 提供 All in one 的服务

缺点：

• 解决了单一应用内的软件分层，却没有解决整体应用的分层
• 单一应用性能瓶颈，无法支撑亿级流量
• 团队协作问题

参考：

• springboot-bucket

分层模型 3.0 时代：分布式分层

特点：

• 水平扩展：增加节点数有效解决流量增加
• 负载均衡：流量均衡负载到可用服务器上
• 高可用
• 数据一致性：数据存储在分布式环境下的一致性

亿级流量平台分层架构

分布式分层

WEB 概念层：

业务概念层：

数据访问和存储层：

总结

• 访问层：用于 Web 接入、反向代理、负载均衡等
• 接口层：用于负责业务 API 网关处理
• 服务层：业务服务的核心处理模块，具备服务治理、调度、异步通信等核心服务能力
• 存储接入层：用于提供透明的存储结构的访问代理层
• 存储层：最终数据的落地及提供数据的能力

Jonsam

一个理科IT宅男，喜欢旅游、分享和美食，做点想做的事情，遇见想见的人。

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