Go 语言进阶（三） -- 后端架构基础概念 架构发展 SOA(面向服务架构)、微服务架构、云计算、微服务服务治理

Go 后端架构

1. 初识架构

1.1 架构定义

• 是有关软件整体结构与组件的抽象描述
• 用于指导软件系统各个方面的设计

1.2 架构发展

​ 架构演进的思路：垂直切分——分布式，水平切分——分层/模块，以满足软件迭代诉求，提高迭代效率。

• 单机架构

​ All in one，所有的东西都在一个进程里，部署在一个机器上。

​ 优点：简单

​ 缺点：运维需要停服，用户体验较差； 承载能力有限。

• 单体架构

​ 在单机架构的基础上，将进程部署到多个机器上。

​ 优点：

​ 具备水平扩容能力

​ 运维不需要停服

​ 缺点：

​ 后端进程职责太多，越来越臃肿

​ 爆炸半径较大，进程中一个很小的模块出现问题，都可能导致整个进程崩溃

• 垂直应用架构

​ 在单机架构基础上，将进程按照某种依据切分开。比如，A 软件和 B 软件的后端原先采用单机架构部署，那就是一个进程部署在多个机器上；如果用垂直应用架构，可以将 A 和 B 的后端拆分为 A、B 两个进程，然后再按照单体模式的思路，部署在多个机器上。

​ 优点：

​ 一定程度上减少了后端进程职责

​ 一定程度上缩小爆炸半径

​ 缺点：

​ 没有根本解决单体架构的问题

• SOA (面向服务架构)

​ SOA 架构中，将进程按照不同的功能单元进行抽象，拆分为服务。有了服务之后，SOA 还为服务之间的通信定义了标准，保证各个服务之间通讯体验的一致性。

​ 优点：

​ 各服务的职责更清晰

​ 运维粒度减小到服务，爆炸半径可控

​ 缺点：

​ ESB (企业服务总线) 往往需要一整套解决方案，过于中心化

• 微服务

​ 在 SOA 架构中，ESB 起到了至关重要的作用。但从架构拓扑来看，它更像是一个集中式的模块。有一个 **SOA 分布式演进（去中心化）**的分支，最终的形态便是微服务。

​ 需要解决的问题：

​ 数据一致性；高可用；治理；解耦 vs 过微

​ 优点：

​ 兼具 SOA 解决的问题

​ 服务间的通信更敏捷、灵活

​ 缺点：运维成本

2. 企业级后端架构剖析

2.1 云计算

​ 是指通过软件自动化管理、提供计算资源的服务网络，是现代互联网大规模熟悉分析和存储的基石。

云计算架构：

• IaaS（Infrastructure as a Service）- 云基础设施，对底层硬件资源池的抽象

• PaaS (Platform as a Service) - 基于资源池抽象，对上层提供的弹性资源平台

• SaaS (Software as a Service) - 基于弹性资源平台构建的云服务

• FaaS (Function as a Service) - 更轻量级的函数服务。好比 LeetCode 等 OJ，刷题时只需要实现函数，不需要关注输入输出流

2.2 云原生

​ 云原生技术为组织（公司）在公有云、自由云、混合云等新型的动态环境中，构建和运行可弹性拓展的应用提供了可能。

1. 弹性资源：

   • 服务资源调度

   • 计算资源调度

     在线：热销榜单

     离线：热销榜单更新

   • 消息队列

     在线：消峰，解耦

     离线：大数据分析

   • 存储资源

2. DevOps ：

   结合自动化流程，提高软件开发、交付效率

   以下整个流程都需要DepOps支持

3. 微服务架构：

   通信标准：

   ​ HTTP （RESTful API）(可解释性强)

   ​ RPC (Thrift gRPC) （性能较好、天生具有服务治理能力）
   

4. 服务网格：

   微服务之间通讯的中间层

   高性能网络代理

   将流量层面的逻辑与业务进程解耦

服务网格相比较于 RPC/HTTP 框架：

• 实现了异构系统治理体验的统一化

• 服务网格的数据平面代理与业务进程采取进程间通信的模式，使得流量相关的逻辑（包含治理）与业务进程解耦，生命周期也更容易管理。

如下，原先要使用 RPC 进行通信，现在可以放到 Service Mesh 层。

3. 企业级后端架构的挑战

• 混合资源池 – 解决资源利用率不均的问题

​ 在线业务特点

​ I/O密集、潮汐性、实时性

​ 离线业务特点

​ 计算密集占多数、非实时性

​ 在线、离线资源池自动扩缩容用于解决在线、离线资源隔离。

• 微服务亲合性部署 – 解决网络开销较大问题

  A、B服务存在大量的通信需求，将两个服务部署在一台宿主机上

• 基于微服务中间件 & 服务网格的流量治理 – 容灾、提高微服务调用的容错性

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