软件架构的演进

软件架构的发展经历了从单体架构、垂直架构、SOA架构到微服务架构的过程。

1.单体架构

单体架构 Web应用程序发展的早期,大部分web工程师将所有的功能模块打包到一起并放在一个web容器中运行,所有功能 模块使用同一个数据库。 下图是一个单体架构的电商系统:

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特点:

1、所有的功能集成在一个项目工程中。
2、所有的功能打在一个war包部署到服务器。
3、通过部署应用集群和数据库集群来提高系统的性能。

优点:

1、项目架构简单,前期开发成本低,周期短,小型项目的首选。
2、开发效率高,模块之间交互采用本地方法调用。
3、容易部署,运维成本小,直接打包为一个完整的包,拷贝到web容器的某个目录下即可运行。
4、容易测试:IDE都是为开发单个应用设计的、容易测试——在本地就可以启动完整的系统。

缺点:

1、全部功能集成在一个工程中,对于大型项目不易开发、扩展及维护。
2、版本迭代速度逐渐变慢,修改一个地方就要将整个应用全部编译、部署、启动,开发及测试周期过长。
3、无法按需伸缩,通过集群的方式来实现水平扩展,无法针对某业务按需伸缩。

2.分布式架构

分布式架构 ,针对单体架构的不足,为了适应大型项目的开发需求,许多公司将一个单体系统按业务垂直拆分为若干系统,系统之间通过网络交互来完成用户的业务处理,每个系统可分布式部署,这种架构称为分布式架构。
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特点:

1、按业务垂直拆分成一个一个的单体系统,此架构也称为垂直架构。
2、系统与系统之间的存在数据冗余,耦合性较大,如上图中三个项目都存在客户信息。
3、系统之间的接口多为实现数据同步,如上图中三个项目要同步客户信息。

优点:

1、通过垂直拆分,每个子系统变成小型系统,功能简单,前期开发成本低,周期短。
2、每个子系统可按需伸缩。
3、每个子系统可采用不同的技术。

缺点:

1、子系统之间存在数据冗余、功能冗余,耦合性高。
2、按需伸缩粒度不够,对同一个子系统中的不同的业务无法实现,比如订单管理和用户管理。

3.SOA架构

SOA是一种面向服务的架构,基于分布式架构,它将不同业务功能按服务进行拆分,并通过这些服务之间定义良好 的接口和协议联系起来。
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特点:

1、基于SOA的架构思想,将重复公用的功能抽取为组件,以服务的方式向各各系统提供服务。
2、各各系统与服务之间采用webservice、rpc等方式进行通信。
3、ESB企业服务总线作为系统与服务之间通信的桥梁。

优 点:

1、将重复的功能抽取为服务,提高开发效率,提高系统的可重用性、可维护性。
2、可以针对不同服务的特 点按需伸缩。
3、采用ESB减少系统中的接口耦合。

缺点:

1、系统与服务的界限模糊,会导致抽取的服务的粒度 过大,系统与服务之间耦合性高。
2、虽然使用了ESB,但是服务的接口协议不固定,种类繁多,不利于系统维 护。

4.微服务架构

微服务架构基于SOA架构的思想,为了满足移动互联网对大型项目及多客户端的需求,对服务层进行细粒度的拆分,所拆分的 每个服务只完成某个特定的业务功能,比如订单服务只实现订单相关的业务,用户服务实现用户管理相关的业务等 等,服务的粒度很小,所以称为微服务架构。
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特点:

1、服务层按业务拆分为一个一个的微服务。
2、微服务的职责单一。
3、微服务之间采用RESTful、RPC等轻量级协议传输。
4、有利于采用前后端分离架构。

优点:

1、服务拆分粒度更细,有利于资源重复利用,提高开发效率。
2、可以更加精准的制定每个服务的优化方案,按需伸缩。
3、适用于互联网时代,产品迭代周期更短。

缺点:

1、开发的复杂性增加,因为一个业务流程需要多个微服务通过网络交互来完成。
2、微服务过多,服务治理成本高,不利于系统维护。

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