C. 高可扩展架构

C. 高可扩展架构

概述

• 前提：都是由普通人组成的团队，而不是高手组成的团队
• 基本思想：基本思想都可以总结为一个字：拆
• 思路：不同的拆分方式，本质上决定了系统的扩展方式
  • 面向流程拆分：将整个业务流程拆分为几个阶段，每个阶段作为一部分。
    • 优缺点
      • 扩展时大部分情况只需要修改某一层，少部分情况可能修改关联的两层，不会出现所有层都同时要修改。例如学生信息管理系统，如果我们将存储层从 MySQL 扩展为同时支持 MySQL 和 Oracle，那么只需要扩展存储层和数据层即可，展示层和业务层无须变动。
  • 面向服务拆分：将系统提供的服务拆分，每个服务作为一部分。
    • 优缺点
      • 对某个服务扩展，或者要增加新的服务时，只需要扩展相关服务即可，无须修改所有的服务。同样以学生管理系统为例，如果我们需要在注册服务中增加一种“学号注册”功能，则只需要修改“注册服务”和“登录服务”即可，“信息管理服务”和“安全设置”服务无须修改。
  • 面向功能拆分：将系统提供的功能拆分，每个功能作为一部分。
    • 对某个功能扩展，或者要增加新的功能时，只需要扩展相关功能即可，无须修改所有的服务。同样以学生管理系统为例，如果我们增加“学号注册”功能，则只需要在系统中增加一个新的功能模块，同时修改“登录功能”模块即可，其他功能都不受影响。

烟囱式系统建设模式

• 描述：每个业务都重复建设一套系统
• 弊端
  • 重复功能建设和维护带来的重复投资
  • 打通“烟囱式”系统间交互的集成和协作成本高昂
  • 不利于业务的沉淀和持续发展

分层架构

• 类型
  • C/S、B/S架构
  • MVC、MVP架构
  • 逻辑分层架构
• 核心：需要保证各层之间的差异足够清晰，边界足够明显，让人看到架构图后就能看懂整个架构
• 本质：分层架构之所以能够较好地支撑系统扩展，本质在于隔离关注点（separation of concerns），即每个层中的组件只会处理本层的逻辑。
• 约束：不能跨层访问

SOA：面向服务的架构

• 背景：SOA 出现 的背景是企业内部的 IT 系统重复建设且效率低下，主要体现在：
  • 企业各部门有独立的 IT 系统，比如人力资源系统、财务系统、销售系统，这些系统可能都涉及人员管理，各 IT 系统都需要重复开发人员管理的功能。例如，某个员工离职后，需要分别到上述三个系统中删除员工的权限。
  • 各个独立的 IT 系统可能采购于不同的供应商，实现技术不同，企业自己也不太可能基于这些系统进行重构。
  • 随着业务的发展，复杂度越来越高，更多的流程和业务需要多个 IT 系统合作完成。由于各个独立的 IT 系统没有标准的实现方式（例如，人力资源系统用 Java 开发，对外提供 RPC；而财务系统用 C# 开发，对外提供 SOAP 协议），每次开发新的流程和业务，都需要协调大量的 IT 系统，同时定制开发，效率很低。
• 概念
  • 服务
  • ESB：企业服务总线 各种协议、类型的转换
  • 松耦合：减少服务依赖和相互影响
• 实践弊端
  • 制定了统一的标准，系统一旦落地，就会变得稳定。一旦的新的业务需求进来之时，并且现有系统不能够满足新业务需求时，会出现两种情况：
    • 服务提供者团队心理上拒绝提供支持，导致新业务方不得不重新实现一套系统
    • 服务提供方愿意改造现有系统，但是由于现有业务的模型、业务逻辑做较大的改造，在改造带来的风险和满足新业务需求的选择中，更多的团队选择了放弃对新业务需求的支持

微服务架构

微内核架构

• 概念
  • 微内核架构（Microkernel Architecture），也被称为插件化架构（Plug-in Architecture），是一种面向功能进行拆分的可扩展性架构
• 本质
  • 微内核的架构本质就是将变化部分封装在插件里面，从而达到快速灵活扩展的目的，而又不影响整体系统的稳定。
• 基本架构
  • 核心系统
  • 插件模块
• 关键点
  • 插件管理：核心系统提供插件注册表（可以是配置文件，也可以是代码，还可以是数据库），插件注册表含有每个插件模块的信息，包括它的名字、位置、加载时机（启动就加载，还是按需加载）等。
  • 插件连接：常见的连接机制有 OSGi（Eclipse 使用）、消息模式、依赖注入（Spring 使用），甚至使用分布式的协议都是可以的，比如 RPC 或者 HTTP Web 的方式。
  • 插件通信：插件通信指插件间的通信。虽然设计的时候插件间是完全解耦的，但实际业务运行过程中，必然会出现某个业务流程需要多个插件协作，这就要求两个插件间进行通信。由于插件之间没有直接联系，通信必须通过核心系统，因此核心系统需要提供插件通信机制。这种情况和计算机类似，计算机的 CPU、硬盘、内存、网卡是独立设计的配件，但计算机运行过程中，CPU 和内存、内存和硬盘肯定是有通信的，计算机通过主板上的总线提供了这些组件之间的通信功能。微内核的核心系统也必须提供类似的通信机制，各个插件之间才能进行正常的通信。