系统架构的演变

什么是系统架构？

系统架构是系统的一种整体的高层次的结构表示，它确定了系统的基本组织、组件之间的关系、组件与环境的关系，以及指导其设计和发展的原则。随着技术的发展和业务需求的增长，系统架构经历了从简单到复杂、从集中到分布的演变过程。

单体架构（Monolithic Architecture）

1. 定义与结构
   • 单体架构是最早期的系统架构形式。它将应用程序的所有功能，包括用户界面、业务逻辑、数据访问等都打包在一个单一的代码库中。例如，一个简单的 Web 应用，它的前端 HTML/CSS/JavaScript 代码、后端处理用户请求的业务逻辑代码（如用 Python 的 Flask 或 Java 的 Spring Boot 编写）以及数据库访问代码都在一个项目中。
   • 整个应用作为一个独立的单元进行开发、部署和运行。通常部署在一台服务器上，所有的请求都由这个单一的应用实例来处理。
2. 优点
   • 开发简单：对于小型项目，开发人员可以快速上手。因为所有的功能都在一个代码库中，没有复杂的分布式系统的概念需要考虑，如网络通信、数据一致性等。例如，一个小型的公司内部的员工信息管理系统，只需要实现员工信息的增删改查等基本功能，单体架构可以快速构建完成。
   • 易于测试和部署：在部署方面，只需要将整个应用打包并部署到服务器上即可。测试时，也可以作为一个整体进行单元测试和集成测试，不需要考虑多个组件之间的复杂交互。
3. 缺点
   • 可扩展性差：随着业务的增长，应用的功能和用户量不断增加，单体架构会变得越来越臃肿。例如，当一个电商系统的用户量从几千增长到几十万时，所有的业务逻辑都在一个应用中处理，服务器的资源（如 CPU、内存）会很快达到瓶颈，而且很难通过简单地添加服务器来扩展应用的性能。
   • 维护成本高：由于所有的功能代码都耦合在一起，一个小的功能修改可能会影响到其他部分。例如，修改数据库访问层的一个 SQL 查询语句，可能会对上层的业务逻辑产生意想不到的影响，而且由于代码库庞大，定位问题和修复问题的难度也会增加。

垂直架构（Vertical Architecture）

1. 定义与结构
   • 垂直架构是在单体架构的基础上，按照业务功能进行垂直拆分。例如，对于一个电商系统，可以将其拆分为用户管理模块、商品管理模块、订单管理模块等。每个模块都有自己独立的代码库、数据库（可以是独立的数据库实例，也可以是同一个数