大家好，我是mikechen。

軟件架構(gòu)對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)是非常重要的，是整個(gè)軟件的大腦，也是架構(gòu)的必備技能，下面我就全面來(lái)詳解軟件架構(gòu)@mikechen

軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)是指軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，它決定了軟件系統(tǒng)中各個(gè)組件之間的關(guān)系、功能分配、和架構(gòu)方式。

這個(gè)與建筑設(shè)計(jì)架構(gòu)類(lèi)似，建筑設(shè)計(jì)架構(gòu)師負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)、布局和功能分配。

而軟件架構(gòu)師，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的整體組織結(jié)構(gòu)、模塊劃分、和功能分配。

兩者都需要考慮到業(yè)務(wù)功能、性能、可擴(kuò)展性、安全性、以及用戶體驗(yàn)等方面。

軟件架構(gòu)模式

學(xué)習(xí)軟件架構(gòu)，可以提高你的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，了解不同的架構(gòu)模式和設(shè)計(jì)原則，能夠幫助你更好地組織和規(guī)劃軟件系統(tǒng)。

下面，我接著詳解主流的軟件架構(gòu)模式：

1.分層架構(gòu)

分層架構(gòu)是一種常見(jiàn)的軟件架構(gòu)模式，它將軟件系統(tǒng)劃分為：若干個(gè)層次，每個(gè)層次負(fù)責(zé)特定的功能。

如下圖所示：

這種設(shè)計(jì)方式，使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加清晰，便于開(kāi)發(fā)人員理解和交流。

主要分為3層：

• 表示層（Presentation Layer）：也稱(chēng)為用戶界面層，負(fù)責(zé)與用戶進(jìn)行交互，包括：用戶界面的設(shè)計(jì)、和實(shí)現(xiàn)；
• 業(yè)務(wù)邏輯層（Business Logic Layer）：也稱(chēng)為服務(wù)層、或應(yīng)用層，負(fù)責(zé)：處理業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)處理、和邏輯運(yùn)算等任務(wù)；
• 數(shù)據(jù)訪問(wèn)層（Data Access Layer）：也稱(chēng)為持久化層，負(fù)責(zé)：與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行交互，使業(yè)務(wù)邏輯層可以專(zhuān)注于業(yè)務(wù)邏輯的處理。

總之，分層架構(gòu)：是一種常見(jiàn)且靈活的軟件架構(gòu)模式，適用于大多數(shù)中小型軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

2.事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)（Event-Driven Architecture，EDA），是一種軟件架構(gòu)模式，它基于事件、和消息的傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的組織和通信。

如下圖所示：

主要會(huì)包含，4大組件：

1、事件（Event）

事件是系統(tǒng)中發(fā)生的某種事情、或狀態(tài)的表示，例如：用戶操作、系統(tǒng)錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)更新等，這些都是事件。

2、發(fā)布者（Publisher）

發(fā)布者是產(chǎn)生事件的組件，負(fù)責(zé)：將事件發(fā)布到系統(tǒng)中的事件總線、或消息隊(duì)列中，使訂閱者可以接收到這些事件。

3、訂閱者（Subscriber）

訂閱者是接收事件的組件，負(fù)責(zé)：訂閱感興趣的事件，并在事件發(fā)生時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

4、事件總線（Event Bus）

事件總線：是連接發(fā)布者和訂閱者的中間件，負(fù)責(zé)：事件的傳遞和分發(fā)。

事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)中事件的發(fā)布和訂閱是異步的，發(fā)布者無(wú)需等待訂閱者的響應(yīng)即可繼續(xù)執(zhí)行，提高了系統(tǒng)的并發(fā)性和響應(yīng)速度。

事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)景：

1.消息隊(duì)列

事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，常常與消息隊(duì)列系統(tǒng)結(jié)合使用，用于實(shí)現(xiàn)可靠的消息傳遞和異步處理。

例如：用于構(gòu)建高可靠性的分布式任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)、日志處理系統(tǒng)…等。

2.實(shí)時(shí)通知和推送

當(dāng)需要向用戶發(fā)送實(shí)時(shí)通知、或推送時(shí)，事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)可以幫助實(shí)現(xiàn)消息的即時(shí)傳遞和處理。

例如：社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的消息通知、電子商務(wù)應(yīng)用中的訂單狀態(tài)更新通知…等，這些都可以用事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)來(lái)解決。

3.復(fù)雜業(yè)務(wù)流程

當(dāng)需要處理復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)可以幫助實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化和靈活性，例如：工作流系統(tǒng)…等。

3.微服務(wù)架構(gòu)

微服務(wù)架構(gòu)：是一種將軟件系統(tǒng)架構(gòu)，主要是把單體拆分為多個(gè)小型、自治的服務(wù)的架構(gòu)模式。

每個(gè)服務(wù)都獨(dú)立部署、獨(dú)立運(yùn)行，并通過(guò)輕量級(jí)的通信機(jī)制進(jìn)行交互。

如下圖所示：

主要會(huì)包含，如下6大特點(diǎn)：

1、服務(wù)拆分

微服務(wù)架構(gòu)，一般是將傳統(tǒng)的單體應(yīng)用拆分為多個(gè)小型的服務(wù)，并且，每個(gè)服務(wù)負(fù)責(zé)一個(gè)特定的業(yè)務(wù)功能。

微服務(wù)架構(gòu)這種拆分，使得每個(gè)服務(wù)更加專(zhuān)注、易于理解、和維護(hù)。

2、自治性

每個(gè)微服務(wù)都是獨(dú)立部署、獨(dú)立運(yùn)行的，具有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)和代碼庫(kù)。

都可以獨(dú)立進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并且測(cè)試、和部署，極大的降低了系統(tǒng)之間的耦合度。

3、技術(shù)多樣性

每個(gè)微服務(wù)可以使用不同的技術(shù)棧和編程語(yǔ)言，根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇最適合的技術(shù)，提高了開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的靈活性和自由度。

比如：你可以使用自己熟悉的Java，也可以使用自己熟悉的Go、或者別的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4、可擴(kuò)展性

微服務(wù)架構(gòu)：允許每個(gè)服務(wù)根據(jù)需要進(jìn)行獨(dú)立的水平擴(kuò)展，從而提高了系統(tǒng)的整體擴(kuò)展性、和性能。

5、獨(dú)立部署

每個(gè)微服務(wù)都可以獨(dú)立進(jìn)行部署、和升級(jí)，無(wú)需影響其他服務(wù)，使得系統(tǒng)更加靈活、和可靠。

6、團(tuán)隊(duì)自治

每個(gè)微服務(wù)都有自己的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)和維護(hù)，使得團(tuán)隊(duì)更加獨(dú)立、責(zé)任更加明確。

微服務(wù)架構(gòu)組件，如下圖所示：

通常包括以下幾個(gè)核心組件：

1. 分布式通信：這是最基本的功能，都會(huì)涉及到分布式通信，比如：Dubbo來(lái)實(shí)現(xiàn)RPC通信等。
2. 服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)： 服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)組件，用于管理和維護(hù)微服務(wù)的注冊(cè)信息，常見(jiàn)的有：Consul、Etcd、ZooKeeper…等實(shí)現(xiàn)方式。
3. 負(fù)載均衡： 負(fù)載均衡組件，用于在多個(gè)服務(wù)實(shí)例之間分配請(qǐng)求，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和高可用性，比如：可以使用Ribbon來(lái)結(jié)合使用。
4. 消息隊(duì)列： 消息隊(duì)列用于實(shí)現(xiàn)微服務(wù)之間的異步通信，比如：SpringCloudAlibaba微服務(wù)，就包含了：RocketMQ消息隊(duì)列。
5. 分布式追蹤： 分布式追蹤組件，用于跟蹤、和監(jiān)控微服務(wù)架構(gòu)中的請(qǐng)求流程和性能指標(biāo)，幫助發(fā)現(xiàn)和解決潛在的性能瓶頸、和故障。
6. 配置管理： 配置管理組件：用于集中管理微服務(wù)的配置信息，包括：環(huán)境變量、數(shù)據(jù)庫(kù)連接、日志級(jí)別……等。

本篇已收于mikechen原創(chuàng)超30萬(wàn)字《阿里架構(gòu)師進(jìn)階專(zhuān)題合集》里面。

4、云原生架構(gòu)

云原生架構(gòu)是一種基于云計(jì)算、和容器化技術(shù)的應(yīng)用架構(gòu)模式。

云原生架構(gòu)，主要會(huì)包含：Docker容器、K8S容器編排、和服務(wù)網(wǎng)格等。

如下圖所示：

Docker容器

Docker容器技術(shù)使得應(yīng)用程序及其依賴(lài)可以被打包成一個(gè)獨(dú)立的容器，包含了：運(yùn)行時(shí)環(huán)境、代碼、依賴(lài)庫(kù)等。

Docker容器就像集裝箱一樣，可以將應(yīng)用程序及其所有依賴(lài)項(xiàng)打包成一個(gè)獨(dú)立的單元。

集裝箱和Docker容器都提供了一種隔離的環(huán)境，使得內(nèi)部的貨物、或應(yīng)用程序不受外部環(huán)境的影響。

并且，集裝箱和Docker容器都是相對(duì)輕量級(jí)的，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行加載、卸載和運(yùn)輸，因此運(yùn)行效率非常高。

Kubernetes容器編排

有了容器來(lái)解決部署，后續(xù)就需要涉及到：容器部署后的編排，這就是Kubernetes。

Kubernetes是一個(gè)開(kāi)源的容器編排引擎，是Google開(kāi)發(fā)的，用于自動(dòng)化部署、擴(kuò)展和管理容器化應(yīng)用程序。

提供了豐富的功能，如：自動(dòng)化部署、負(fù)載均衡、故障恢復(fù)、自動(dòng)擴(kuò)展。。。等，使得應(yīng)用程序能夠更加靈活地運(yùn)行在各種環(huán)境中。

服務(wù)網(wǎng)格

服務(wù)網(wǎng)格是一種用于管理微服務(wù)之間通信的基礎(chǔ)設(shè)施層，它通過(guò)透明地注入網(wǎng)絡(luò)代理來(lái)實(shí)現(xiàn)微服務(wù)之間的通信、監(jiān)控和安全控制。

服務(wù)網(wǎng)格可以幫助開(kāi)發(fā)人員解決微服務(wù)架構(gòu)中的通信問(wèn)題，提高系統(tǒng)的可觀察性、可靠性和安全性。

5.云架構(gòu)

云計(jì)算架構(gòu)：是指基于云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)架構(gòu)。

云架構(gòu)，主要利用云計(jì)算資源，比如：計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)…..等，來(lái)構(gòu)建和部署應(yīng)用程序，提供各種服務(wù)和功能。

整體架構(gòu)，如下圖所示：

主要會(huì)包含：

1、IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）

IaaS， 主要提供基礎(chǔ)的計(jì)算、存儲(chǔ)、和網(wǎng)絡(luò)資源。

如下圖所示：

主要會(huì)包含，如下3大組件：

1. 虛擬機(jī)（VM）： 虛擬機(jī)是IaaS的基礎(chǔ)組件，它將物理服務(wù)器虛擬化為多個(gè)虛擬服務(wù)器，每個(gè)虛擬機(jī)都擁有自己的操作系統(tǒng)、和應(yīng)用程序環(huán)境。
2. 存儲(chǔ)服務(wù)： IaaS提供了各種類(lèi)型的存儲(chǔ)服務(wù)，包括：塊存儲(chǔ)、文件存儲(chǔ)和對(duì)象存儲(chǔ)等，用于存儲(chǔ)用戶的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序。
3. 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)： IaaS提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和功能，包括：虛擬網(wǎng)絡(luò)、負(fù)載均衡、防火墻等，用于構(gòu)建和管理用戶的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

以上

本篇已收于mikechen原創(chuàng)超30萬(wàn)字《阿里架構(gòu)師進(jìn)階專(zhuān)題合集》里面。