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軟件架構(gòu)（software architecture）就是軟件的基本結(jié)構(gòu)。在軟件設計、開發(fā)、上線、運行的整個過程當中，軟件架構(gòu)扮演著十分重要的角色，好的軟件架構(gòu)是好的軟件作品的根基。
一、分層架構(gòu)
分層架構(gòu)（layered architecture）是最常見的軟件架構(gòu)，也是事實上的標準架構(gòu)。如果你不知道要用什么架構(gòu)，那就用它。
這種架構(gòu)將軟件分成若干個水平層，每一層都有清晰的角色和分工，不需要知道其他層的細節(jié)。層與層之間通過接口通信。
雖然沒有明確約定，軟件一定要分成多少層，但是四層的結(jié)構(gòu)最常見。
[圖片上傳中...(image.png-b4cbf6-1595558300954-0)]
- 表現(xiàn)層（presentation）：用戶界面，負責視覺和用戶互動
- 業(yè)務層（business）：實現(xiàn)業(yè)務邏輯
- 持久層（persistence）：提供數(shù)據(jù)，SQL 語句就放在這一層
- 數(shù)據(jù)庫（database） ：保存數(shù)據(jù)
有的軟件在邏輯層和持久層之間，加了一個服務層（service），提供不同業(yè)務邏輯需要的一些通用接口。
用戶的請求將依次通過這四層的處理，不能跳過其中任何一層。
優(yōu)點
- 結(jié)構(gòu)簡單，容易理解和開發(fā)
- 不同技能的程序員可以分工，負責不同的層，天然適合大多數(shù)軟件公司的組織架構(gòu)
- 每一層都可以獨立測試，其他層的接口通過模擬解決
缺點
- 一旦環(huán)境變化，需要代碼調(diào)整或增加功能時，通常比較麻煩和費時
- 部署比較麻煩，即使只修改一個小地方，往往需要整個軟件重新部署，不容易做持續(xù)發(fā)布
- 軟件升級時，可能需要整個服務暫停
- 擴展性差。用戶請求大量增加時，必須依次擴展每一層，由于每一層內(nèi)部是耦合的，擴展會很困難
二、事件驅(qū)動架構(gòu)
事件（event）是狀態(tài)發(fā)生變化時，軟件發(fā)出的通知。
事件驅(qū)動架構(gòu)（event-driven architecture）就是通過事件進行通信的軟件架構(gòu)。它分成四個部分。
- 事件隊列（event queue）：接收事件的入口
- 分發(fā)器（event mediator）：將不同的事件分發(fā)到不同的業(yè)務邏輯單元
- 事件通道（event channel）：分發(fā)器與處理器之間的聯(lián)系渠道
- 事件處理器（event processor）：實現(xiàn)業(yè)務邏輯，處理完成后會發(fā)出事件，觸發(fā)下一步操作
對于簡單的項目，事件隊列、分發(fā)器和事件通道，可以合為一體，整個軟件就分成事件代理和事件處理器兩部分。
優(yōu)點
- 分布式的異步架構(gòu)，事件處理器之間高度解耦，軟件的擴展性好
- 適用性廣，各種類型的項目都可以用
- 性能較好，因為事件的異步本質(zhì)，軟件不易產(chǎn)生堵塞
- 事件處理器可以獨立地加載和卸載，容易部署
缺點
- 涉及異步編程（要考慮遠程通信、失去響應等情況），開發(fā)相對復雜
- 難以支持原子性操作，因為事件通過會涉及多個處理器，很難回滾
- 分布式和異步特性導致這個架構(gòu)較難測試
三、微核架構(gòu)
微核架構(gòu)（microkernel architecture）又稱為"插件架構(gòu)"（plug-in architecture），指的是軟件的內(nèi)核相對較小，主要功能和業(yè)務邏輯都通過插件實現(xiàn)。
內(nèi)核（core）通常只包含系統(tǒng)運行的最小功能。插件則是互相獨立的，插件之間的通信，應該減少到最低，避免出現(xiàn)互相依賴的問題。
優(yōu)點
- 良好的功能延伸性（extensibility），需要什么功能，開發(fā)一個插件即可
- 功能之間是隔離的，插件可以獨立的加載和卸載，使得它比較容易部署，
- 可定制性高，適應不同的開發(fā)需要
- 可以漸進式地開發(fā)，逐步增加功能
缺點
- 擴展性（scalability）差，內(nèi)核通常是一個獨立單元，不容易做成分布式
- 開發(fā)難度相對較高，因為涉及到插件與內(nèi)核的通信，以及內(nèi)部的插件登記機制
四、微服務架構(gòu)
微服務架構(gòu)（microservices architecture）是服務導向架構(gòu)（service-oriented architecture，縮寫 SOA）的升級。
每一個服務就是一個獨立的部署單元（separately deployed unit）。這些單元都是分布式的，互相解耦，通過遠程通信協(xié)議（比如REST、SOAP）聯(lián)系。
微服務架構(gòu)分成三種實現(xiàn)模式。
- RESTful API 模式：服務通過 API 提供，云服務就屬于這一類
- RESTful 應用模式：服務通過傳統(tǒng)的網(wǎng)絡協(xié)議或者應用協(xié)議提供，背后通常是一個多功能的應用程序，常見于企業(yè)內(nèi)部
- 集中消息模式：采用消息代理（message broker），可以實現(xiàn)消息隊列、負載均衡、統(tǒng)一日志和異常處理，缺點是會出現(xiàn)單點失敗，消息代理可能要做成集群
優(yōu)點
- 擴展性好，各個服務之間低耦合
- 容易部署，軟件從單一可部署單元，被拆成了多個服務，每個服務都是可部署單元
- 容易開發(fā)，每個組件都可以進行持續(xù)集成式的開發(fā)，可以做到實時部署，不間斷地升級
- 易于測試，可以單獨測試每一個服務
缺點
- 由于強調(diào)互相獨立和低耦合，服務可能會拆分得很細。這導致系統(tǒng)依賴大量的微服務，變得很凌亂和笨重，性能也會不佳。
- 一旦服務之間需要通信（即一個服務要用到另一個服務），整個架構(gòu)就會變得復雜。典型的例子就是一些通用的 Utility 類，一種解決方案是把它們拷貝到每一個服務中去，用冗余換取架構(gòu)的簡單性。
- 分布式的本質(zhì)使得這種架構(gòu)很難實現(xiàn)原子性操作，交易回滾會比較困難。
五、云架構(gòu)
云結(jié)構(gòu)（cloud architecture）主要解決擴展性和并發(fā)的問題，是最容易擴展的架構(gòu)。
它的高擴展性，主要原因是沒使用中央數(shù)據(jù)庫，而是把數(shù)據(jù)都復制到內(nèi)存中，變成可復制的內(nèi)存數(shù)據(jù)單元。然后，業(yè)務處理能力封裝成一個個處理單元（prcessing unit）。訪問量增加，就新建處理單元；訪問量減少，就關閉處理單元。由于沒有中央數(shù)據(jù)庫，所以擴展性的最大瓶頸消失了。由于每個處理單元的數(shù)據(jù)都在內(nèi)存里，最好要進行數(shù)據(jù)持久化。
這個模式主要分成兩部分：處理單元（processing unit）和虛擬中間件（virtualized middleware）。
- 處理單元：實現(xiàn)業(yè)務邏輯
- 虛擬中間件：負責通信、保持sessions、數(shù)據(jù)復制、分布式處理、處理單元的部署。
虛擬中間件又包含四個組件。
- 消息中間件（Messaging Grid）：管理用戶請求和session，當一個請求進來以后，決定分配給哪一個處理單元。
- 數(shù)據(jù)中間件（Data Grid）：將數(shù)據(jù)復制到每一個處理單元，即數(shù)據(jù)同步。保證某個處理單元都得到同樣的數(shù)據(jù)。
- 處理中間件（Processing Grid）：可選，如果一個請求涉及不同類型的處理單元，該中間件負責協(xié)調(diào)處理單元
- 部署中間件（Deployment Manager）：負責處理單元的啟動和關閉，監(jiān)控負載和響應時間，當負載增加，就新啟動處理單元，負載減少，就關閉處理單元。
優(yōu)點
- 高負載，高擴展性
- 動態(tài)部署
缺點
- 實現(xiàn)復雜，成本較高
- 主要適合網(wǎng)站類應用，不合適大量數(shù)據(jù)吞吐的大型數(shù)據(jù)庫應用
- 較難測試
（完）
