八種架構設計模式及其優缺點概述(上)

1. 什麼是架構

        我想這個問題，十我的回答得有十一個答案，由於另外的那一個是你們妥協的結果。哈哈，我理解，架構就是骨架，以下圖所示：

 

        人類的身體的支撐是主要由骨架來承擔的，而後是其上的肌肉、神經、皮膚。架構對於軟件的重要性不亞於骨架對人類身體的重要性。

 

2. 什麼是設計模式

        這個問題我問過的面試者不下於數十次，回答五花八門，在我看來，模式就是經驗，設計模式就是設計經驗，有了這些經驗，咱們就能在特定狀況下使用特定的設計、組合設計，這樣能夠大大節省咱們的設計時間，提升工做效率。

        做爲一個工做10年以上的老碼農，經歷的系統架構設計也算很多，接下來，我會把工做中用到的一些架構方面的設計模式分享給你們，望你們少走彎路。整體而言，共有八種，分別是：

 

1. 單庫單應用模式：最簡單的，可能你們都見過

2. 內容分發模式：目前用的比較多

3. 查詢分離模式：對於大併發的查詢、業務

4. 微服務模式：適用於複雜的業務模式的拆解

5. 多級緩存模式：能夠把緩存玩的很好

6. 分庫分表模式：解決單機數據庫瓶頸

7. 彈性伸縮模式：解決波峯波谷業務流量不均勻的方法之一

8. 多機房模式：解決高可用、高性能的一種方法

 

3. 單庫單應用模式
        這是最簡單的一種設計模式，咱們的大部分本科畢業設計、一些小的應用，基本上都是這種模式，這種模式的通常設計見下圖：

        如上圖所示，這種模式通常只有一個數據庫，一個業務應用層，一個後臺管理系統，全部的業務都是用過業務層完成的，全部的數據也都是存儲在一個數據庫中的，好一點會有數據庫的同步。雖然簡單，可是也並非一無可取。

        優勢：結構簡單、開發速度快、實現簡單，可用於產品的初版等有原型驗證需求、用戶少的設計。

        缺點：性能差、基本沒有高可用、擴展性差，不適用於大規模部署、應用等生產環境。

                
4. 內容分發模式
        基本上全部的大型的網站都有或多或少的採用這一種設計模式，常見的應用場景是使用CDN技術把網頁、圖片、CSS、JS等這些靜態資源分發到離用戶最近的服務器。這種模式的通常設計見下圖：

        

        如上圖所示，這種模式較單庫單應用模式多了一個CDN、一個雲存儲OSS(七牛、又拍等雷同)。一個典型的應用流程(以用戶上傳、查看圖片需求爲例)以下：

 

1. 上傳的時候，用戶選擇本地機器上的一個圖片進行上傳

2. 程序會把這個圖片上傳到雲存儲OSS上，並返回該圖片的一個URL

3. 程序把這個URL字符串存儲在業務數據庫中，上傳完成。

4. 查看的時候，程序從業務數據庫獲得該圖片的URL

5. 程序經過DNS查詢這個URL的圖片服務器

6. 智能DNS會解析這個URL，獲得與用戶最近的服務器(或集羣)的地址A

7. 而後把服務器A上的圖片返回給程序

8. 程序顯示該圖片，查看完成。

    

        由上可知，這個模式的關鍵是智能DNS，它可以解析出離用戶最近的服務器。運行原理大體是：根據請求者的IP獲得請求地點B，而後經過計算或者配置獲得與B最近或通信時間最短的服務器C，而後把C的IP地址返回給請求者。這種模式的優缺點以下：

        優勢：資源下載快、無需過多的開發與配置，同時也減輕了後端服務器對資源的存儲壓力，減小帶寬的使用。

        缺點：目前來講OSS，CDN的價格仍是稍微有些貴(雖然已經降價好幾回了)，只適用於中小規模的應用，另外因爲網絡傳輸的延遲、CDN的同步策略等，會有一些一致性、更新慢方面的問題。