互联网公司的架构演进过程

单体应用架构

从单体应用架构发展到SOA架构,再到微服务架构,应用架构经历了多年的不断演进。

初生


在Web应用程序发展的早期,大部分的Web工程是将所有的功能模块打包到一起部署和运行。

在单体应用中,所有这些模块都集成在一起,这样的系统架构就叫做单体应用架构。

单体应用是最早的应用形态,开发和部署都很简单。
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典型的技术是LAMP,即Linux、Apache、Mysql、PHP,但是PHP的性能并不是很好,随着网站业务的发展,越来越多的用户访问,这种架构的性能越来越差,越来越多的数据导致储存空间不足。这时候该怎么办呢?将应用服务与数据服务分离。

应用服务与数据服务分离

在扩展的过程中,应用服务器需要更快更强大的CPU(处理大量的业务逻辑),数据库服务器需要更快的硬盘和更大的内存(快速磁盘检索和数据缓存),文件服务器需要更大的硬盘(存储大量用户上传的文件)。

不同的服务器承担不同的服务角色,提高了并发处理能力,扩大了数据存储空间,整个系统的性能会有较大提升。

可是随着用户增多,网站再次面临挑战。数据库压力太大导致访问延迟,进而影响整个网站的性能,用户体验感极差!这时候该怎么办呢?使用缓存提高性能。
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使用缓存改善性能

使用本地缓存速度会极快,但是空间有限,使用远程分布式缓存速度稍慢(相对本地缓存来说稍慢,但也很快了),但是可以按需扩展。常用的缓存组件是Redis、Memcache。

随着用户逐渐增多,单一应用服务器面临新的问题。能够处理的请求连接有限,在网站访问的高峰期,应用服务器成为整个网站的瓶颈。这时候该怎么办呢?使用应用服务器集群提高性能。
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应用服务器集群

使用应用服务器集群,可以有效改善网站的并发处理能力。

负载均衡服务器需要满足高性能、高并发处理能力。

使用缓存之后,虽然大大减轻了数据库的读压力,但是面临新的问题。有一部分读操作(缓存访问不命中、缓存过期)和全部的写操作要访问数据库,当用户达到一定规模后,数据库因为负载压力过高而成为整个系统的瓶颈。

这时候该怎么办呢?将数据的“读”和“写”分离,以此来提高性能。
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数据库读写分离

这里有一个数据访问模块,数据访问模块主要由以下三种来构建:①在MyBaits中开发插件;②Mycat;③Sharding-JDBC。

随着用户规模越来越大,分布地域越来越广,地域网络环境差别很大,如何保证用户的访问体验,不至于因访问慢而流失用户呢?可以使用反向代理和CDN加速。
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反向代理和CDN加速

反向代理和CDN加速(比如代理商)可以把静态资源缓存起来。

能够加快用户访问响应速度,减轻后端服务器的负载压力。

但是,随着用户量的增加,数据的积累,单文件服务器、单数据库服务器难以存下日益增长的数据。这时候该怎么办呢?我们可以使用分布式文件系统和分布式数据库系统。

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分布式文件系统和分布式数据库系统

随着业务的发展,数据的存储需求和检索需求越来越复杂,这时候面临的问题是:存储的字段差异过大,出现骷髅表(这里空一块,那里空一块);文本检索需要越来越复杂。

这时候该怎么办呢?可以使用NOSQL和搜索殷引擎。

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使用NOSQL、搜索引擎

搜索引擎用什么?Lucene、Solr、ElasticSearch.

NOSQL用什么?MongoDB、ElasticSearch

网站越做越好,业务不断扩大,越来越复杂,这时候应用程序将变得无比庞大,迭代周期越来越快,牵一发而动全身,怎么应对快速的业务发展需要?需要将业务进行拆分。
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业务拆分

如大型电商网站会将首页、商铺、订单、买家等拆分成不同的产品线,分归不同的团队负责,分成不同的应用,独立部署。通过链接、MQ、数据存储系统建立联系。

随着业务规模不断增大,应用拆分越来越小,越来越多,这时候应用间的关系越来越复杂,应用中存在大量相同的业务操作。同时后端的数据库要被成千上万台应用服务器连接,数据库连接的资源不足了。
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分布式架构:SOA架构和微服务架构

这时候需要采用分布式(服务化)的架构方法。

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服务化的两种架构方式:SOA和微服务。
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开发方面。在两种体系结构中,可以使用 不同的编程语言和工具开发服务,从而将技术多样性带入开发团队。开发可以在多个团队中组织,但是在SOA中,每个团队都需要了解常见的通信机制。另一方面,使用微服务,服务可以独立于其他服务运行和部署。因此,频繁部署新版本的微服务或独立扩展服务会更容易。

“上下文边界”。SOA鼓励组件的共享,而微服务尝试通过“上下文边界”来最小化共享。上下文边界是指以最小的依赖关系将组件及其数据耦合为单个单元。由于SOA依靠多个服务来完成业务请求,构建在SOA上的系统可能比微服务要慢。

通信。在SOA中,ESB可能成为影响整个系统的单一故障点。由于每个服务都通过ESB进行通信,如果其中一个服务变慢,可能会阻塞ESB并请求该服务。另一方面,微服务在容错方面要好得多。例如,如果一个微服务存在内存错误,那么只有该微服务会受到影响。所有其他微服务将继续定期处理请求。

互操作性。SOA通过消息中间件组件促进了多种异构协议的使用。微服务试图通过减少集成选择的数量来简化架构模式。因此,如果您想要在异构环境中使用不同协议来集成多个系统,则需要考虑SOA。如果您的所有服务都可以通过相同的远程访问协议访问,那么微服务对您来说是一个更好的选择。

大小Size。SOA和微服务的主要区别在于规模和范围。微服务架构中的前缀“微”是指内部组件的粒度,意味着它们必须比SOA架构的服务往往小得多。微服务中的服务组件通常有一个单一的目的,他们做得很好,另一方面,在SOA服务中通常包含更多的业务功能,并且通常将它们实现为完整的子系统。

我们不能简单地说一种架构比另一种架构更好。这主要取决于你正在构建的应用程序的目的。SOA更适合需要与许多其他应用程序集成的大型复杂企业应用程序环境。这就是说,小型应用程序不适合SOA架构,因为它们不需要消息中间件组件。而微服务架构,在另一方面,是更适合于较小和良好的分割,基于Web的系统。另外,如果你正在开发移动或Web应用程序,那么微服务作为开发人员可以为您提供更大的控制权。最后,我们可以得出结论,因为它们服务于不同的目的,微服务和SOA确实是不同类型的体系结构。

大数据技术、监控、日志分析系统

再往后,需要什么了?
数据挖掘、分析、推荐等业务需求,庞大系统的监控。问题分析等需求。

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资源获取

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