32 | 可扩展架构的基本思想和模式

包括分层架构、SOA 架构、微服务和微内核

优点:部署成本低、改动成本、低成本扩容,弹性伸缩,适应云环境

二、可扩展的基本思想

大到小依次为:拆流程 > 拆服务 > 拆功能

流程

TCP/IP 网络通信流程:应用层 → 传输层 → 网络层 → 物理 + 数据链路层

服务

应用层的 HTTP、FTP、SMTP 等服务,HTTP 提供 Web 服务,FTP 提供文件服务,SMTP 提供邮件服务

功能

HTTP 服务提供 GET、POST 功能,FTP 提供上传下载功能,SMTP 提供邮件发送和收取功能

学生信息管理系统

1. 面向流程拆分

展示层:负责用户页面设计,不同业务有不同的页面。例如,登录页面、注册页面、信息管理页面、安全设置页面等。

业务层:负责具体业务逻辑的处理。例如,登录、注册、信息管理、修改密码等业务。

数据层:负责完成数据访问。例如,增删改查数据库中的数据、记录事件到日志文件等。

存储层:负责数据的存储。例如,关系型数据库 MySQL、缓存系统 Memcache 等。

2. 面向服务拆分

3. 面向功能拆分

注册服务:提供多种方式进行注册,包括手机号注册、身份证注册、学生邮箱注册三个功能。

登录服务:包括手机号登录、身份证登录、邮箱登录三个功能。

信息管理服务:包括基本信息管理、课程信息管理、成绩信息管理等功能。

安全设置服务:包括修改密码、安全手机、找回密码等功能。

不同拆分方式,决定扩展方式

三、可扩展方式

当我们谈可扩展性时,很多同学都会有一个疑惑:就算是不拆分系统,只要在设计和写代码时做好了,同样不会出现到处改的问题啊?例如,在面向服务拆分的案例中,增加“学号注册”,就算是不拆分为服务,也可以控制修改的范围,那为何我们要大费周章地去拆分系统呢?

在一个理想的环境,你的团队都是高手,每个程序员都很厉害,对业务都很熟悉,新来的同事很快就知晓所有的细节……那确实不拆分也没有问题。但现实却是:团队有菜鸟程序员,到底是改 A 处实现功能还是改 B 处实现功能,完全取决于他觉得哪里容易改;有的程序员比较粗心;有的程序员某天精神状态不太好;新来的同事不知道历史上某行代码为何那么“恶心”,而轻易地将其改漂亮了一些……所有的这些问题都可能出现,这时候你就会发现,合理的拆分,能够强制保证即使程序员出错,出错的范围也不会太广,影响也不会太大。

下面是不同拆分方式应对扩展时的优势。

1. 面向流程拆分

扩展时大部分情况只需要修改某一层,少部分情况可能修改关联的两层,不会出现所有层都同时要修改。例如学生信息管理系统,如果我们将存储层从 MySQL 扩展为同时支持 MySQL 和 Oracle,那么只需要扩展存储层和数据层即可,展示层和业务层无须变动。

2. 面向服务拆分

对某个服务扩展,或者要增加新的服务时,只需要扩展相关服务即可,无须修改所有的服务。同样以学生管理系统为例,如果我们需要在注册服务中增加一种“学号注册”功能,则只需要修改“注册服务”和“登录服务”即可,“信息管理服务”和“安全设置”服务无须修改。

3. 面向功能拆分

对某个功能扩展,或者要增加新的功能时,只需要扩展相关功能即可,无须修改所有的服务。同样以学生管理系统为例,如果我们增加“学号注册”功能,则只需要在系统中增加一个新的功能模块,同时修改“登录功能”模块即可,其他功能都不受影响。

不同的拆分方式,将得到不同的系统架构,典型的可扩展系统架构有:

面向流程拆分:分层架构。

面向服务拆分:SOA、微服务。

面向功能拆分:微内核架构。

当然,这几个系统架构并不是非此即彼的,而是可以在系统架构设计中进行组合使用的。以学生管理系统为例,我们最终可以这样设计架构:

整体系统采用面向服务拆分中的“微服务”架构,拆分为“注册服务”“登录服务”“信息管理服务”“安全服务”,每个服务是一个独立运行的子系统。

其中的“注册服务”子系统本身又是采用面向流程拆分的分层架构。

“登录服务”子系统采用的是面向功能拆分的“微内核”架构。

专栏后面的内容我将详细阐述每种可扩展架构。

小结

规则引擎是常用的一种支持可扩展的方式,按照今天的分析,它属于哪一类?

评论:

面向流程、面向服务、面向功能,这三个的命名,面向服务和面向功能还可以,面向流程这个容易让人误解。 

面向流程,大概指的是数据移动的流程,而不是业务流程。分层架构的本质,就是固定的内核,移动的数据。 

规则引擎的扩展方式,可以用下排除法。 

首先,肯定不是分层架构,即不是面向流程的,因为规则引擎主要作用在业务层。 

其次,也不应该是面向服务的,因为规则引擎都是跨越多个服务的。 

规则引擎和插件式架构,解决的都是功能扩展的问题。微内核架构就是一种插件式架构。 

所以,规则引擎应该是面向功能的扩展方式。

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