软件架构周全详解(万字图文总结)

大家好，我是mikechen。

软件架构对付软件开拓是非常主要的，是全体软件的大脑，也是架构的必备技能，下面我就全面来详解软件架构@mikechen

软件架构

软件架构是指软件系统的设计方案，它决定了软件系统中各个组件之间的关系、功能分配、和架构办法。

这个与建筑设计架构类似，建筑设计架构师卖力设计建筑物的整体构造、布局和功能分配。

而软件架构师，卖力设计软件系统的整体组织构造、模块划分、和功能分配。

两者都须要考虑到业务功能、性能、可扩展性、安全性、以及用户体验等方面。

软件架构模式

学习软件架构，可以提高你的系统设计能力，理解不同的架构模式和设计原则，能够帮助你更好地组织和方案软件系统。

下面，我接着详解主流的软件架构模式：

1.分层架构

分层架构是一种常见的软件架构模式，它将软件系统划分为：多少个层次，每个层次卖力特定的功能。

如下图所示：

这种设计办法，使得系统的构造更加清晰，便于开拓职员理解和互换。

紧张分为3层：

表示层（Presentation Layer）：也称为用户界面层，卖力与用户进行交互，包括：用户界面的设计、和实现；业务逻辑层（Business Logic Layer）：也称为做事层、或运用层，卖力：处理业务规则、数据处理、和逻辑运算等任务；数据访问层（Data Access Layer）：也称为持久化层，卖力：与数据存储系统进行交互，使业务逻辑层可以专注于业务逻辑的处理。

总之，分层架构：是一种常见且灵巧的软件架构模式，适用于大多数中小型软件系统的设计和开拓。

2.事宜驱动架构

事宜驱动架构（Event-Driven Architecture，EDA），是一种软件架构模式，它基于事宜、和的通报来实现系统的组织和通信。

如下图所示：

紧张会包含，4大组件：

1、事宜（Event）

事宜是系统中发生的某种事情、或状态的表示，例如：用户操作、系统缺点、数据更新等，这些都是事宜。

2、发布者（Publisher）

发布者是产生事宜的组件，卖力：将事宜发布到系统中的事宜总线、或行列步队中，使订阅者可以吸收到这些事宜。

3、订阅者（Subscriber）

订阅者是吸收事宜的组件，卖力：订阅感兴趣的事宜，并在事宜发生时进行相应的处理。

4、事宜总线（Event Bus）

事宜总线：是连接发布者和订阅者的中间件，卖力：事宜的通报和分发。

事宜驱动架构中事宜的发布和订阅是异步的，发布者无需等待订阅者的相应即可连续实行，提高了系统的并发性和相应速率。

事宜驱动架构的运用处景：

1.行列步队

事宜驱动架构，常常与行列步队系统结合利用，用于实现可靠的通报和异步处理。

例如：用于构建高可靠性的分布式任务调度系统、日志处理系统...等。

2.实时关照和推送

当须要向用户发送实时关照、或推送时，事宜驱动架构可以帮助实现的即时通报和处理。

例如：社交网络运用中的关照、电子商务运用中的订单状态更新关照...等，这些都可以用事宜驱动架构来办理。

3.繁芜业务流程

当须要处理繁芜的业务流程，事宜驱动架构可以帮助实现业务流程的自动化和灵巧性，例如：事情流系统...等。

3.微做事架构

微做事架构：是一种将软件系统架构，紧张是把单体拆分为多个小型、自治的做事的架构模式。

每个做事都独立支配、独立运行，并通过轻量级的通信机制进行交互。

如下图所示：

紧张会包含，如下6大特点：

1、做事拆分

微做事架构，一样平常是将传统的单体运用拆分为多个小型的做事，并且，每个做事卖力一个特定的业务功能。

微做事架构这种拆分，使得每个做事更加专注、易于理解、和掩护。

2、自治性

每个微做事都是独立支配、独立运行的，具有自己的数据库和代码库。

都可以独立进行开拓，并且测试、和支配，极大的降落了系统之间的耦合度。

3、技能多样性

每个微做事可以利用不同的技能栈和编程措辞，根据业务需求选择最适宜的技能，提高了开拓团队的灵巧性和自由度。

比如：你可以利用自己熟习的Java，也可以利用自己熟习的Go、或者别的开拓措辞来实现。

4、可扩展性

微做事架构：许可每个做事根据须要进行独立的水平扩展，从而提高了系统的整体扩展性、和性能。

5、独立支配

每个微做事都可以独立进行支配、和升级，无需影响其他做事，使得系统更加灵巧、和可靠。

6、团队自治

每个微做事都有自己的团队卖力开拓和掩护，使得团队更加独立、任务更加明确。

微做事架构组件，如下图所示：

常日包括以下几个核心组件：

分布式通信：这是最基本的功能，都会涉及到分布式通信，比如：Dubbo来实现RPC通信等。
做事注册与创造： 做事注册与创造组件，用于管理和掩护微做事的注册信息，常见的有：Consul、Etcd、ZooKeeper...等实现办法。
负载均衡： 负载均衡组件，用于在多个做事实例之间分配要求，以实现负载均衡和高可用性，比如：可以利用Ribbon来结合利用。
行列步队： 行列步队用于实现微做事之间的异步通信，比如：SpringCloudAlibaba微做事，就包含了：RocketMQ行列步队。
分布式追踪： 分布式追踪组件，用于跟踪、和监控微做事架构中的要求流程和性能指标，帮助创造和解决潜在的性能瓶颈、和故障。
配置管理： 配置管理组件：用于集中管理微做事的配置信息，包括：环境变量、数据库连接、日志级别......等。

本篇已收于mikechen原创超30万字《阿里架构师进阶专题合集》里面。

4、云原生架构

云原生架构是一种基于云打算、和容器化技能的运用架构模式。

云原生架构，紧张会包含：Docker容器、K8S容器编排、和做事网格等。

如下图所示：

Docker容器

Docker容器技能使得运用程序及其依赖可以被打包成一个独立的容器，包含了：运行时环境、代码、依赖库等。

Docker容器就像集装箱一样，可以将运用程序及其所有依赖项打包成一个独立的单元。

集装箱和Docker容器都供应了一种隔离的环境，使得内部的货色、或运用程序不受外部环境的影响。

并且，集装箱和Docker容器都是相对轻量级的，可以在短韶光内进行加载、卸载和运输，因此运行效率非常高。

Kubernetes容器编排

有了容器来办理支配，后续就须要涉及到：容器支配后的编排，这便是Kubernetes。

Kubernetes是一个开源的容器编排引擎，是Google开拓的，用于自动化支配、扩展和管理容器化运用程序。

供应了丰富的功能，如：自动化支配、负载均衡、故障规复、自动扩展。
。
。
等，使得运用程序能够更加灵巧地运行在各种环境中。

做事网格

做事网格是一种用于管理微做事之间通信的根本举动步伐层，它通过透明地注入网络代理来实现微做事之间的通信、监控和安全掌握。

做事网格可以帮助开拓职员办理微做事架构中的通信问题，提高系统的可不雅观察性、可靠性和安全性。

5.云架构

云打算架构：是指基于云打算技能实现的系统架构。

云架构，紧张利用云打算资源，比如：打算、存储、网络.....等，来构建和支配运用程序，供应各种做事和功能。

整体架构，如下图所示：

紧张会包含：

1、IaaS（根本举动步伐即做事）

IaaS， 紧张供应根本的打算、存储、和网络资源。

如下图所示：

紧张会包含，如下3大组件：

虚拟机（VM）： 虚拟机是IaaS的根本组件，它将物理做事器虚拟化为多个虚拟做事器，每个虚拟机都拥有自己的操作系统、和运用程序环境。
存储做事： IaaS供应了各种类型的存储做事，包括：块存储、文件存储和工具存储等，用于存储用户的数据和运用程序。
网络做事： IaaS供应了网络做事和功能，包括：虚拟网络、负载均衡、防火墙等，用于构建和管理用户的网络环境。

以上

本篇已收于mikechen原创超30万字《阿里架构师进阶专题合集》里面。