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架構設計初識

2021-06-16 07:28:40 軟體設計

由于各種原因,好久沒有寫文章了,最近學習了一下架構設計方面的知識,拿來和大家分享一下,

1. 架構是什么

架構是什么,大家能都說出一二,每個人對架構的理解又不盡相同,但對于架構,我們有幾個模糊相似的概念需要知道,分別是:系統與子系統,模塊與組件,框架與架構,來說說這幾種概念的區別,

1. 系統與子系統

1. 系統

維基百科的解釋是:

系統泛指由一群有關聯的個體組成,根據某種規則運作,能完成個別元件不能單獨完成的作業的群體,

抽象成三部分,分別為:關聯(有關聯的個體),規則(根據某種規則運作),能力(完成個別原件不不能單獨完成的作業,新能力),

2. 子系統

根據字面意思,和系統定義相同,只是范圍更小,舉個例子,如淘寶系統,里面有資金,購物,會員系統等,都是一個個子系統

2. 模塊與組件

模塊和組件都是系統的組成部分,但是從不同的角度拆分,有了不同的名稱

1. 模塊

從邏輯單元拆分,得到的就是模塊,主要用與職責分離

2. 組件

從物理單元拆分,得到的是組件,主要用于單元復用

3. 框架與架構

1. 框架

框架更多用于規范,如MVVC,MVP,如實作MVC的Spring框架

2. 架構

架構更多的關注的是系統的結構

2. 系統復雜度

現在,我們在設計架構或系統時,關注的點有很多,安全,可用,性能等,主要總結下來,有6點,分別是:高可用、高性能、可擴展、安全、低成本,規模,接下來對這幾點進行總結,

1. 高可用

對于用戶量大、訪問量高、重要的系統來說,高可用總是必不可少的,高可用分為二部分,分別是計算高可用存盤高可用

計算高可用主要是通過增加計算單元,如:多機部署,存盤高可用主要通過備份資料,保證資料一致性,但資料間同步,又是新的問題,不管是增加計算單元,還是資料備份,都未系統帶來了新的復雜性,但這些手段都是用來減少和避免不可用問題,而不是用來解決問題

2. 高性能

高性能復雜度主要體現在2個方面,分別是:單機高性能復雜度,集群高性能度,

1. 單機高性能復雜度

單機提高性能主要體現在:多執行緒,多行程,多執行緒在資料同步問題,多行程在通信方面都會帶來復雜度

2. 集群高性能復雜度

集群復雜度主要體現在:任務分配,任務拆解,任務分配是在集群中,對任務如何分配是一個問題,任務拆解是因為在集群中單節點性能達到最大的時候,只有通過將任務通過過系統處理,來提高性能,

3. 可擴展

可擴展的復雜度主要體現在:預測變化,抽象在一直改變,

只有預測未來業務的變化,才能設計出可擴展的系統,如:系統是否需要分庫分表,現在不需要,隨著業務增長需要嗎?..等等,

對系統抽象出來的代碼也會隨著業務的改變不停的改變,只有進行深層次抽象才能兼容多種業務邏輯,推薦多使用設計模式,設計模式主要用來將變化和穩定分離

4. 低成本

低成本復雜度主要體現在與高可用相互違背,如:高性能可能需要引入新技術,自研新框架,或增加機器,這些都會帶來成本的增加,但低成本是架構設計考慮點,但不是首要點,

5. 安全

系統安全也是需要考慮,主要分為從架構層面和代碼層面,

架構層面需要考慮架構是否安全,如Ddos攻擊, 代碼層面要考慮功能是否安全,如:Sql注入,RSS

6. 規模

規模的復雜度主要體現在:規模增大,會量變引起質變,如用戶從1W變成10W,100W,就要考慮:高性能,高可用等,

3. 架構設計三原則

架構設計的主要原則體現在三方面,分別是:合適大于業界領先,簡單優于復雜,演化優于一步到位,

1. 合適大于業界領先

在做架構設計的時候,要選擇業務合適的,而并非業界領先的,如:設計一個學生管理系統,看到大公司都是用微服務,那我們就用是用微服務,這樣并不合適,因為學生管理系統在用戶量,功能上等都打不到這樣的量,單機就可以,可能需要考慮資料問題,但這在資料層面解決即可

2. 簡單優于復雜

在進行架構設計的時候,復雜的設計,帶來的邏輯關系,或業務處理關系就會變得更復雜,如:把一個系統拆分成10個系統互動,這樣帶來的問題遠遠大于一個系統,并且復雜的系統排查問題,就需要更多的時間,花費更多的精力

3. 演化優于一步到位

任何事物是符合生物進化論的,架構設計也是如此,一開始我們設計架構,并不能就"一步登天",主要體現在:

  • 人力,資源方便過多的投入會浪費資源
  • 業務在不斷變化,并不能完全預測業務

在業務發展的的時候,會有更多的收入,這時候,再花費更多的資源,取其精華,去其糟粕,進行重構,這樣也是合適的,收入和投入是成正比的,避免在一開始,進行假大空設計,到頭來,業務并達不到量,浪費設計,或系統過與龐大,導致系統無法上線等問題,

4. 設計流程

設計流程主要也分了三部分,分別是:識別復雜度,設計備選方案,設計系統詳細方案,

1. 識別復雜度

根據業務的需求,將目前主要的復雜問題羅列出來,根據團隊,業務,技術等綜合情況排序,選出最先需要解決的復雜問題,

2. 設計備選方案

在識別出系統復雜度問題后,我們就需要出設計方案,但是設計方案不能只有一套,需要設計出3-5套,設計方案太少,可能會由于自己的疏忽,見識等問題,未能覆寫復雜問題,設計的太多會影響精力,耗費大量的時間,

設計出的備選方案,需要有較大的區別,而不是一些無關緊要的區別,如:訊息中間件是采用Kafka還是RocketMQ,而不是訊息延遲15s還是30s,

3. 設計出系統的詳細方案

在經過溝通后,選擇出來一套整體看起來可行的方案,這個時候我們就需要給出更多的細節,分步驟,分方式,分系統降低系統的復雜度,在設計詳細方案時,可以找出系統整體能否實施部署等問題,在根據出現問題,做出一些細節問題的修改,

4. 架構設計的目的

以上就是學習架構設計方面的知識啦,經過上面這些觀察,了解,總出來一個架構設計的目的,架構設計的目的主要有兩點:

  • 解決系統軟體帶來的復雜度問題
  • 應對業務或其他變化帶來的麻煩

在做架構設計的時候,要緊緊貼合架構設計的目的,我們才能設計出夠好的架構,

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