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架構設計方法

架構設計都有哪些方法呢？架構設計遵循特定的方法，好比 TOGAF（The Open Group Architecture Framework，開放組體系結構框架）、五視圖方法等。其中 TOGAF 主要針對複雜的企業系統架構，比較重，不大適合迭代速度很是快的互聯網產品，因此互聯網公司經常使用的主要是五視圖方法。後端

什麼叫五視圖方法？它是指從業務邏輯、開發環境、運行狀態、物理部署、數據關係等方面繪製出相應的邏輯視圖、開發視圖、運行視圖、物理視圖、數據視圖來設計架構。其中，邏輯視圖、開發視圖、運行視圖屬於軟件架構的內容，物理視圖、數據視圖屬於系統架構的內容。緩存

邏輯視圖：對應邏輯架構，主要關注功能需求，以及系統職責和行爲的劃分。邏輯視圖不只包括用戶可見的功能，還包括相應的輔助功能。好比秒殺系統中的活動場次切換、商品列表、用戶登陸、活動管理、後臺權限等功能，其中後臺權限屬於輔助功能。服務器
開發視圖：對應開發架構，主要關注系統開發過程當中的質量屬性。它包括軟件源碼的組織方式、配置方式、編譯打包方式以及與第三方包的依賴關係等。markdown

好比，咱們這裏介紹的秒殺系統，採用的是 Go 語言開發代碼，使用的是 TOML 格式存放配置，還有 Gitlab 執行編譯打包等。網絡

運行視圖：對應運行架構，主要關注軟件運行過程當中的質量屬性，它包括進程、線程、協程、對象之間的併發、同步、通訊的問題等。

好比，秒殺系統在運行時有用於從隊列消費數據的協程，有用於過濾請求並將有效請求寫入隊列的協程，這就須要好的設計來解決它們之間併發、同步、通訊的問題。架構

以上是五視圖法中軟件架構方面的內容，接下來我們看另外的兩個，屬於系統架構方面的內容。併發

物理視圖：對應物理架構，主要關注安裝和部署需求。它包括軟件運行時的系統、網絡、服務器等基礎設施和相關配置，以及如何利用基礎設施來實現應用程序的高可用、可伸縮等。

好比秒殺系統使用雲廠商的 SLB（Server Load Balancer，負載均衡器）來提供負載均衡能力，使用雲廠商的多可用區來實現高可用。負載均衡

數據視圖：對應數據架構，主要關注數據需求，它包括數據的格式、屬性、關係等。

好比，秒殺系統中活動場次與活動主題、活動商品的關係和屬性，管理員能夠經過管理後臺建立、修改和刪除活動主題、場次、商品等。框架

爲何軟件架構設計須要這些視圖呢？它們是爲了解決什麼問題呢？

俗話說「一圖抵千字」，架構設計中的五視圖就比如建築工程中大樓的各部分施工圖，可讓咱們更容易理解各自須要完成的工做。

好比，研發人員一看邏輯視圖、開發視圖、運行視圖、數據視圖，就知道要開發哪些功能、如何實現、如何部署；運維人員一看物理視圖，就知道基礎設施須要怎麼部署；測試人員一看數據視圖，就明白如何經過一系列的操做來驗證數據的準確性。

秒殺系統架構設計

前面咱們介紹了架構設計的方法，以及爲什麼要作架構設計。那麼秒殺的系統架構該如何設計呢？

接下來我就用剛纔提到的五視圖方法來介紹下。

邏輯架構

從前面的定義咱們瞭解到，邏輯架構關注的是功能需求。還記得我在模塊一里面提到的小米網秒殺系統的那些功能需求嗎？當時介紹了秒殺系統的前端、後端及管理後臺的需求分析，好比活動信息管理、活動詳情、商品詳情等，這些需求分析結果就是爲了設計邏輯架構。

系統前端、後端和管理後臺的需求有那麼多，咱們該怎樣組織那些需求信息呢？在邏輯架構中有一個「三層架構」法能夠幫咱們解決這個問題。哪三層呢？它們是表現層、業務邏輯層、數據層。

表現層

所謂表現層，簡單來講是指用戶能夠經過哪些方式使用系統功能。經過需求分析咱們瞭解到小米網秒殺系統的主要使用者有：消費者、管理員。其中消費者能夠經過電腦 Web 端、手機 Web 端、手機 App 端獲取秒殺的活動信息、商品信息；管理員能夠從電腦 Web 端訪問管理後臺管理秒殺活動。

這裏的電腦 Web 端、手機 Web 端、手機 App 端主要用來向用戶呈現秒殺的活動信息、商品信息，並提供相關操做的入口，好比購買和後臺維護，它們屬於表現層。

邏輯層

邏輯層主要是和業務邏輯相關，好比秒殺系統的前端功能主要包括有用戶登陸、查看活動、訂閱通知、查看商品、搶購、下單等；管理後臺的功能主要包括有專題管理、場次管理、商品管理、庫存管理、價格管理、限購管理等。這些都跟秒殺業務邏輯相關，因此咱們能夠把相關需求歸於邏輯層。

數據層

數據層是指系統的業務邏輯須要處理哪些數據。好比，秒殺系統的數據包括配置數據和用戶數據，其中配置數據主要是活動信息和商品信息，用戶數據主要是用戶訂單和用戶信息，他們就能夠歸於數據層。

物理架構

第一，爲了實現動靜分離，咱們須要部署 CDN 節點，將秒殺系統靜態頁面和靜態數據利用 CDN 緩存起來，以便利用 CDN 的就近訪問能力提供更高的性能。好比咱們能夠在中國和新加坡都部署 CDN 節點，以便爲中國用戶和海外用戶提供更好的訪問速度。
第二，動靜分離意味着除了 CDN 外，咱們還須要部署秒殺後端節點。爲了實現秒殺後端節點的高可用，咱們須要使用雲架構保障其基礎設施層的高可用。並且須要部署到雲的多個可用區，防止單一可用區發生故障影響服務。好比，使用兩個可用區，每一個可用區使用兩臺機器。每臺機器訪問存儲的時候，採用主備方式，優先訪問當前可用區內的存儲，若是當前可用區內存儲有故障，自動切到其餘可用區的備用存儲。不一樣可用區之間的存儲，採用高速專線同步。
第三，爲了將不一樣可用區做爲一個總體對外提供服務，咱們須要部署路由器、防火牆、交換機、SLB（Server Load Balancer，負載均衡器）。其中，路由器是負責接收外網請求並轉發到內網；防火牆負責過濾掉有風險的數據，好比過濾掉黑客發起的網絡攻擊；交換機負責將請求轉發到具體的可用區內；SLB 是負載均衡器，它能夠將可用區內多個節點做爲一個總體對外提供訪問，並將請求均衡地轉發到後端各節點。SLB 之間採用主備的方式部署，若是可用區 1 的 SLB 掛了，可用區 2 的 SLB 會自動接管屬於可用區1 的流量，並將流量轉發給可用區 1 內的雲主機。
第四，部署完各節點後，還須要設置域名解析，將域名解析到咱們部署的 SLB 外網 IP 上。一般，對於流量大的系統，會採用多個負載均衡器，而後使用動態 DNS 解析的方案作多個 SLB 的 DNS 負載均衡，以防單個 SLB 沒法扛住大流量。

數據架構

數據架構一般用 E-R 圖（Entity Relationship Diagram，實體-聯繫圖）表示，咱們一般用它來表示數據對象與屬性、用戶之間的關係。

在需求分析過程當中，咱們瞭解到秒殺系統主要有兩大主要數據：活動信息和商品信息。除了這兩大主要數據外，還有兩大次要數據：訂單和黑名單。其中訂單是用戶搶購商品並下單生成的，而黑名單是爲了反黃牛而設計的，一般經過大數據分析統計生成，若是用戶 ID 在黑名單中，則不容許搶購商品。

那這幾大數據都包含哪些屬性呢？

結合需求分析過程，咱們得知：

活動信息，包括專題、場次、描述、時間、限購策略、商品列表、狀態等信息；
商品信息，包括商品 ID、名稱、描述、規格、原價、活動價、活動庫存等信息；
訂單信息，包括訂單 ID、用戶 ID、商品 ID、商品價格、商品數量、總價、收貨地址、建立時間等信息；
黑名單，包括用戶 ID 列表。

這些數據中，活動信息、商品信息、黑名單都是由管理員在管理後臺管理的，只有訂單信息是由用戶在商城下單建立的，管理員能夠經過管理後臺查看訂單信息。