几种架构设计模式导论(上)

1.架构的概念是什么

这真是个不太好回答的问题,100个人回答得有101个答案,另外的那一个一定是大家妥协商量出来的结果。呵呵~~,我理解,架构就是骨骼,如下面的图所示:

人类包括动物的身体主要是由由骨骼来支撑的,然后是在其上的肌肉、神经、皮肤等。架构对于软件的重要性和意义不亚于骨架对人类身体的意义。

2. 设计模式的概念是什么

每当有同行来我司面试,这个问题我都会问,不下于数十次,回答五花八门、千奇百怪。不可谓不是群魔乱舞啊,呵呵~~~。但是,在我看来,模式就是经验,设计模式就是设计经验,有了这些经验,我们就能在特定情况、前提下使用特定的设计、组合设计,这样可以大大节省我们的设计时间、简化我们的设计思路、提高工作效率。
时间如梭,作为一个老码农,已奉献10年有余,经历的系统架构设计不少,在这里来,我会把工作中使用到的一些架构方面的设计模式分享给大家,希望大家少走弯路,早日走上人生巅峰。总体而言,共有八种,分别是:

  • 单库单应用模式:最简单的,最常见的,可能大家都见过,都用过
  • 内容分发模式:目前用的比较多,大厂都在用
  • 查询分离模式:应对于大并发的查询、业务处理
  • 微服务模式:适用于非常复杂的业务的拆解
  • 多级缓存模式:可以把各种缓存玩的非常好
  • 分库分表模式:解决单机数据库、表瓶颈
  • 弹性伸缩模式:解决波峰、波谷业务流量不均匀的方法之一
  • 多机房模式:解决高可用、高性能的一种方法

3. 单库单应用模式

这是最简单的一种模式,可能我们大部分的本科毕业设计、一些课堂设计、小的应用,基本上都是这种模式,这种模式的一般设计见下图:

如上图,这种模式正常情况下一般只有一个数据库,一个业务层,一个管理系统,所有的业务都是用过业务层完成的,所有的数据也都是存储在一个数据库中的,好一点会有数据库的同步。虽然简单,但是也并不是一无是处

  • 优点:结构简单、开发快、实现简单,可用于产品的第一版或有原型验证需求、用户少的设计。
  • 缺点:性能差、低可用、扩展性差,不适用于大规模部署、应用、流量等生产环境。

4. 内容分发模式

基本上所有的大型的网站、大厂都有或多或少的采用这一种模式,比较常见的应用场景是用CDN技术把网页、图片、CSS、JS、LIB等这些静态资源放到离用户最近的服务器。这种模式的一般设计见下图:

如上图,这种模式较单库单应用模式多了CDN、云存储OSS(七牛、又拍、S3等相似)。一个典型的应用流程(以用户上传、查看图片需求为例)如下:

  1. 上传的时候,用户A选择本地机器上的一张图片P上传
  2. 程序会把这个图片P上传到云存储OSS上面,并将该图片的URL返回
  3. 程序把这个URL字符串存储在数据库中,上传完成。
  4. 查看的时候,程序从数据库得到该图片的URL
  5. 程序通过DNS查询这个URL的图片服务器地址
  6. 智能DNS解析这个URL,得到与用户最近的服务器(或集群)的地址B
  7. 接下来把服务器B上的图片返回给程序
  8. 程序显示图片,查看完成。

由上可知,这个模式的关键是智能DNS,它能够解析出离用户最近的那个服务器。运行原理大致为:根据请求者的IP得到请求地点B,然后通过计算或者配置得到与B最近或通讯时间最短的服务器C,然后把C的IP地址返回给请求者。这种模式的优缺点如下:

  • 优点:资源下载非常快、无需过多的开发与配置,同时也减轻了后端服务器对资源的存储压力,减少带宽的使用。
  • 缺点:目前来说OSS,CDN的售价还是稍微有些贵(虽然已经降价好几次了),只适用于中小规模的应用,另外,还有一些坏邻居(你懂的)。由于网络传输的延迟、CDN的同步策略等,会有一些一致性、更新速度慢方面的问题。

本次分享的上篇到此结束,接下来中篇将介绍以下三种模式:查询分离模式、微服务模式、多级缓存模式,敬请期待!

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