六种常见的系统架构it小林

1、当前,常见的系统架构设计有以下几种:

一、单库单应用架构

这种架构是最简单,我们在学习阶段,基本都会采取这种模式,除了专门针对各种架构的学习。

这种模式的设计图一般如下,

这种设计一般只有一个数据库,一个业务应用层,一个后台管理系统,所有的业务都是用业务层完成的,所有的数据也都是存储在一个数据库中,好一点会由数据库的同步,虽然比较简单,但是还是很实用的。

优点:结构简单、开发速度快、实现简单,用于产品的第一版等有原型验证需求。

缺点:性能较差、基本没有高可用、扩展性差,不适用于大规模部署、应用等生产环境。

二、内容分发架构

基本上所有的大型网站都或多或少地采用这种架构,常见的应用场景一般是采用CDN技术把网页、图片、css、js等这些静态资源分发到离用户最近的服务器。

这种模式的设计一般如下。

这种模式跟单库单应用的模式多了一个CDN、一个云存储OSS(如阿里云OSS)。

流程一般如下:

1、上传的时候,用户选择本地机器上的一个图片进行上传;

2、程序把这个图片上传到云存储OSS上,并返回该图片的一个URL;

3、程序把这个URL字符串存储在业务数据库中,上传完成;

4、查看的时候,程序从业务数据库得到该图片的URL;

5、程序通过DNS查询到这个URL的图片服务器;

6、智能DNS会解析这个URL,得到于用户最近的服务器(或集群)的地址A;

7、然后把服务器上的图片返回给程序;

8、程序显示该图片,查看完成。

优点:资源下载快,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的加个还是稍微优点贵的,只适用于中小规模的应用,另外由于网络传输延迟、CDN的同步策略等,会有一些一致性、更新慢方面的问题。

三、读写分离架构

设计图如下:

这种模式相比较单库应用模式来说,多了几个部分,一个是业务数据库的主从分离,一个是引入ES。

场景一:全文关键字检索

ES较Solr配置简单、使用方便,所以选用他。另外,ES支持横向扩展,理论上没有这个性能的瓶颈。同时,还支持各种插件、自定义分词器等,可扩展性较强。而且ES还能实现分页、排序、分组、页面等功能。

一般的流程如下:

场景二:大量的普通查询

我们的业务中的大部分辅助性的查询,如:取钱的时候,先查询余额,根据用户的ID查询用户的记录,取得该用户最新的一条取钱记录,我们肯定是要天天用到的,而且用的还非常多。与此同时,我们的写入请求也是非常多,导致大量的写入、查询操作到同一数据库,然后,数据库挂了,系统挂了,这就很难受了。因此,要求我们必须分散数据库的压力,一个在业界较成熟的方案就是数据库的读写分离,写的时候入主库,读的时候读分库。这样就把压力分散到不同的数据库了,如果一个读库性能不行,扛不住的话,可以一主多从,横向扩展。

优点:减少数据库的压力,理论上提供无限高的读性能,简介提高业务(写)的性能,专用的查询、索引、全文(分词)解决方案。

缺点:数据延迟,数据一致性的保证。

四、微服务架构

传统的软件开发到一定阶段,经常会遇到以下问题:

微服务模式的设计一般如下:

如图所示,把业务分块,做了垂直切分,切成了一个个独立的系统,每个系统各自衍化,有自己的库、缓存、ES等腐竹系统,系统之间的实时交互通过RPC,异步交互通过MQ,通过这种组合,共同完成整个系统功能。

对于问题一:由于拆分成多个子系统,系统的压力被分散了,而各个子系统都有自己的数据库实例,所有数据库的压力变小;

对于问题二:一个子系统A的数据库挂了,只是影响到系统A和使用系统A的那些功能,不会所有功能不可用,从而解决一个数据库挂了,导致所有的功能都不可用的情况;

对于问题三、四:也因为拆分得到了解决,各个子系统都有自己独立的git代码库,不会相互影响。通用的模块可通过库、服务、平台的形式解决;

对于问题五:子系统A发生改变,需要上线,那么我们只需要编译A,然后上线就可以了,不需要其他系统做同样的的事情;

对于问题六:顺应了康威定律,我部门该干什么,输出什么,也通过服务的形式暴露出来,我部门只管把我部的职责、软件功能做好就可以了;

对于问题八:不同的子系统需要不同的权限,这个问题也优雅的解决了;

对于问题九:暂时控制住复杂性,我只需要控制好大方面,定义好系统边界、接口、大的流程,然后再分而治之、逐个击破、合纵连横。

在此,所有问题得到解决!

但是,副作用也随之而来,如RPC、MQ的超高稳定性、超高性能,网络延迟,数据一致性等问题,这个就不展开来讲了。

所以说,在这个模式来说,最难把握的是度,切记不要切分过细,我见过一个功能一个子系统,上百个方法分成上百个子系统的,真的是太过度了。实践中,一个比较可行的方法是:能不分就不分。

优点:相对高性能,可扩展性强,高可用,适用于中等以上规模公司架构。

缺点:复杂、度不好把握。指不仅需要一个能再高层把控大方向、大流程、总体技术的人,还需要能够针对各个子系统有针对性的开发。把握不好度或者滥用的话,这个模式适得其反!

五、多级缓存架构

这种模式是应对超高查询压力的普遍采用的一种策略,基本的思想就是在所有链路的地方,能加缓存就加缓存,设计如下:

如图所示,一般在三个地方加入缓存,一个是客户端处,一个是API网关处,一个是具体的后端业务处。

后端业务处理:Redis、Jvm等等。

实践中,要结合具体的实际情况,综合利用各级缓存技术,使得各种请求最大程度的在到达后端业务之前就被解决掉,从而减少后端服务器压力、减少占用带宽、增强用户体验。

优点:抗住大量读请求,减少后端压力。

缺点:数据一致性问题较为突出,容易发生雪崩,即:如果客户端缓存失效、API网关缓存失效,那么所有的大量请求瞬间压向后端业务系统,后果可想而知。

六、分库分表架构

这种模式主要解决单表写入、读取、存储压力过大,从而导致业务缓慢甚至超时,交易失败,容量不够的问题。一般有水平切分和垂直切分两种,这里主要介绍水平切分。这个模式也是技术架构迭代演进的必经之路。

设计如图

如上图,把一张表分到了几个不同的库中,从而分担压力。是不是很笼统?哈哈,那我们接下来就详细的讲解一下,首先澄清几个概念,如下:

主机:硬件,指一台物理机,或虚拟机,有自己的CPU,内存,硬盘等。

实例:数据库实例,如一个MySql服务进程,一个主机可以有多个实例,不同的实例有不同的进程,监听不同的端口。

库:指表的集合,如学校库,可能包含教师表、学生表、食堂表等等,这些表在一个库中。一个实例中可以有多个库,库与库之间用库名来区分。

表:库中的表,不必多说,不懂的就不用往下看了,不解释。

主机:这是最主要的也是最重要的点,本质上分库分表是因为计算与存储资源不够导致的,而这种资源主要由物理机,主机提供的,毕竟没有可用的计算资源,怎么分效果都不是太好。

THE END
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4.系统架构有哪几种系统架构有哪几种类型常见问题分库分表架构:解决单体数据库瓶颈,通过将一个数据库拆分为多个数据库,并按照一定的规则分表存储数据,可以提高系统的性能和可扩展性。 以上是常见的几种系统架构,不同的架构适用于不同的业务场景和需求,需要根据实际情况进行选择和设计。 以上就是系统架构有哪几种的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!https://www.php.cn/faq/627910.html
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