简单聊聊架构的演变:项目从单机到集群再到微服务架构

单机

项目早期 单机运行 开发中涉及到一些状态都是本地内存存储 例如ConcurrentHashMap存储在线用户信息.

集群

后期业务增长单机慢慢不足以支持,这时候考虑到要弄集群了。

实时在线用户信息,之前是存在本地内存ConcurrentHashMap ,一旦部署了多台机器运行之前的单机应用 会出现集群间同步问题。

要考虑 集群节点的动态增删, 某节点突然挂掉 等,会不会对现有服务造成什么不好的影响,能不能接受,不能就考虑解决

分布式锁

单机多线程 数据同步可以用jdk提供的 synchronized 方法或代码块
但是集群多进程间 jdk提供的线程同步方法synchronized … 方法就无能为力了,这时引入 分布式锁,常用redis实现分布式锁
分步式锁 实现,怎么实现, 要考虑各种极端问题, 要多思考
https://blog.csdn.net/a704397849/article/details/97805420

数据库mysql

一个系统的瓶颈大都是在数据库上,那么急需缓解数据库压力,常用的(出去数据库优化:缓存、语句优化,索引、引擎等)减少数据库访问的方法 缓存(redis 或 memcache等) 、消息队列异步对数据库写,主从复制+读写分离,一些记录日志信息改存非关系型数据库如mongodb 等等。

缓存

设置缓存过期一样导致同时到期
击穿(如某个不常用接口访问的数据没做缓存) 黑客利用
缓存集群,节点崩溃 或 增减集群节点 会怎样

缓存集群的算法 一致性哈希, 为什么选择这个,这个算法有什么优缺点,如何实现

redis 缓存 单线程为什么性能高,引入nio, 那nio是什么 如何实现高性能 …

用 redis 分布式锁实现 …

消息队列

https://blog.csdn.net/a704397849/article/details/98598927

为什么要用消息队列,优缺点是什么
优点:解耦,异步 提高响应速度,削峰 给服务器降压
缺点:实现麻烦了一点,可用性降低

消息队列集群 要考虑的问题,消息队列存放的数据 如何保证数据库的安全 可靠? 集群某个节点死了,增加节点 会怎么样,存储在消息队列的数据会丢失吗,如果保证 如何保证的,保证数据不丢失 会不会存在重发,存在重发 那我如何在应用中解决重发问题 等等。 不管什么集群 都考虑各种极端情况,前面 项目单机到集群 也提到了一些极端问题。

消息队列有很多,常见 activemq rabbitmq , rocketmq ,kafka
影响框架性能的因素有很多,实现语言、架构、算法等
这里只想提一下 架构

activemq rabbitmq 集群采用 主从架构, rocketmq ,kafka 集群采用分布式架构

提到主从架构 又想到 mysql 集群常用 也是主从架构, 那主从架构是什么样的架构 有什么优缺点
向主节点写入,然后慢慢同步拷贝到从节点 ,读操作访问从节点(当然也可以访问主节点)

又引入了 数据一致性问题: 强一致性 和 弱一致性

主从架构: 数据是弱一致性,缺点 不保证集群数据同步一致,但保证数据最终一致,这个过程需要一定同步拷贝时间,优点性能比强一致性高

选择 强弱一致性 要看项目需求,大部分情况 弱一致性 比较好,当然对数据 同步有需求 可以选择强一致性架构

又引入 CAP原则
CAP原则又称CAP定理,指的是在一个分布式系统中,一致性(Consistency)、可用性(Availability)、分区容错性(Partition tolerance)。CAP 原则指的是,这三个要素最多只能同时实现两点,不可能三者兼顾。

提到数据一致性 又联想到 一致性hash 算法,有什么 联系 ?

一致性哈希 对比 普通哈希 nginx 哈希策略 , 一般缓存选择一致性hash原因:主从分布式保证一致性的缺点,一致性hash的缺点: 但是可以接受

微服务

单机项目 顺利改造成了 集群后,还不够所有的功能全部柔和在一个项目中,经常会出现因为一个小的功能模块修改而重启整个服务。
这样不好,引入了微服务架构,微服务架构将项目分细,每个小模块是一个微服务,微服务模块项目部署多个就是该微服务项目的集群,要能集群部署就的考虑前面提到的多机同步问题,如果存在集群间共享的数据要考虑如何处理,选择缓存还是消息队列还是其他的方法等等。

微服务架构

主流 dubbo 和 springcloud

单点登录

微服务 功能细分了 可能有多个功能模块都需要登录,如果每个模块都实现一个自己的登录 耗时费力不说,而且不好维护管理。引入 单点登录概念,单点登录实现 用token 比较好实现

JWT token

java 提供了一套标准的token 实现协议 JWT
https://blog.csdn.net/a704397849/article/details/98692032

容器

随着用户增长,服务器数量不断扩张 部署的应用增长,上线越来越麻烦部署 ,容器docker 可以解决这个问题

最后

上面只是很随意的简单介绍,临时想写点架构的东西,还有很多点并没有提到,后面会花时间详细整理一份比较完整的介绍。上面一些知识点我只是提了一下,在我之前的博文里面或多或少都有一些相关文章,有兴趣的可以看看,如果写的不好,可以提出来,我会花时间改善。

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