這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)也是很多人的疑問(wèn)！

我想說(shuō)：四種軟件架構(gòu)演進(jìn)史，程序員會(huì)一種就很牛了！

如果一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)人員，不了解軟件架構(gòu)的演進(jìn)，會(huì)制約技術(shù)的選型和開(kāi)發(fā)人員的生存、晉升空間。這里我列舉了目前主要的四種軟件架構(gòu)以及他們的優(yōu)缺點(diǎn)，希望能夠幫助軟件開(kāi)發(fā)人員拓展知識(shí)面。

一、單體架構(gòu)

單體架構(gòu)比較初級(jí)，典型的三級(jí)架構(gòu)，前端(Web/手機(jī)端)+中間業(yè)務(wù)邏輯層+數(shù)據(jù)庫(kù)層。這是一種典型的JavaSpringmvc或者PythonDjango框架的應(yīng)用。其架構(gòu)圖如下所示：

單體架構(gòu)

單體架構(gòu)的應(yīng)用比較容易部署、測(cè)試，在項(xiàng)目的初期，單體應(yīng)用可以很好地運(yùn)行。然而，隨著需求的不斷增加，越來(lái)越多的人加入開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，代碼庫(kù)也在飛速地膨脹。慢慢地，單體應(yīng)用變得越來(lái)越臃腫，可維護(hù)性、靈活性逐漸降低，維護(hù)成本越來(lái)越高。

下面是單體架構(gòu)應(yīng)用的一些缺點(diǎn)：

• 復(fù)雜性高：以一個(gè)百萬(wàn)行級(jí)別的單體應(yīng)用為例，整個(gè)項(xiàng)目包含的模塊非常多、模塊的邊界模糊、依賴關(guān)系不清晰、代碼質(zhì)量參差不齊、混亂地堆砌在一起。可想而知整個(gè)項(xiàng)目非常復(fù)雜。每次修改代碼都心驚膽戰(zhàn)，甚至添加一個(gè)簡(jiǎn)單的功能，或者修改一個(gè)Bug都會(huì)帶來(lái)隱含的缺陷。
• 技術(shù)債務(wù)：隨著時(shí)間推移、需求變更和人員更迭，會(huì)逐漸形成應(yīng)用程序的技術(shù)債務(wù)，并且越積越多。“不壞不修”，這在軟件開(kāi)發(fā)中非常常見(jiàn)，在單體應(yīng)用中這種思想更甚。已使用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)或代碼難以被修改，因?yàn)閼?yīng)用程序中的其他模塊可能會(huì)以意料之外的方式使用它。
• 部署頻率低：隨著代碼的增多，構(gòu)建和部署的時(shí)間也會(huì)增加。而在單體應(yīng)用中，每次功能的變更或缺陷的修復(fù)都會(huì)導(dǎo)致需要重新部署整個(gè)應(yīng)用。全量部署的方式耗時(shí)長(zhǎng)、影響范圍大、風(fēng)險(xiǎn)高，這使得單體應(yīng)用項(xiàng)目上線部署的頻率較低。而部署頻率低又導(dǎo)致兩次發(fā)布之間會(huì)有大量的功能變更和缺陷修復(fù)，出錯(cuò)率比較高。
• 可靠性差：某個(gè)應(yīng)用Bug，例如死循環(huán)、內(nèi)存溢出等，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)應(yīng)用的崩潰。
• 擴(kuò)展能力受限：?jiǎn)误w應(yīng)用只能作為一個(gè)整體進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)法根據(jù)業(yè)務(wù)模塊的需要進(jìn)行伸縮。例如，應(yīng)用中有的模塊是計(jì)算密集型的，它需要強(qiáng)勁的CPU；有的模塊則是IO密集型的，需要更大的內(nèi)存。由于這些模塊部署在一起，不得不在硬件的選擇上做出妥協(xié)。
• 阻礙技術(shù)創(chuàng)新：?jiǎn)误w應(yīng)用往往使用統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)或方案解決所有的問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)成員都必須使用相同的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和框架，要想引入新框架或新技術(shù)平臺(tái)會(huì)非常困難。

二、分布式應(yīng)用

1. 大型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)演進(jìn)過(guò)程
2. 架構(gòu)師應(yīng)具備的分布式知識(shí)
3. 主流分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)詳解

中級(jí)架構(gòu)，分布式應(yīng)用，中間層分布式+數(shù)據(jù)庫(kù)分布式，是單體架構(gòu)的并發(fā)擴(kuò)展，將一個(gè)大的系統(tǒng)劃分為多個(gè)業(yè)務(wù)模塊，業(yè)務(wù)模塊分別部署在不同的服務(wù)器上，各個(gè)業(yè)務(wù)模塊之間通過(guò)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)庫(kù)也大量采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，如redis、ES、solor等。通過(guò)LVS/Nginx代理應(yīng)用，將用戶請(qǐng)求均衡的負(fù)載到不同的服務(wù)器上。其架構(gòu)圖如下所示：

分布式架構(gòu)

該架構(gòu)相對(duì)于單體架構(gòu)來(lái)說(shuō)，這種架構(gòu)提供了負(fù)載均衡的能力，大大提高了系統(tǒng)負(fù)載能力，解決了網(wǎng)站高并發(fā)的需求。另外還有以下特點(diǎn)：

1. 降低了耦合度：把模塊拆分,使用接口通信,降低模塊之間的耦合度。
2. 責(zé)任清晰：把項(xiàng)目拆分成若干個(gè)子項(xiàng)目,不同的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)不同的子項(xiàng)目。
3. 擴(kuò)展方便：增加功能時(shí)只需要再增加一個(gè)子項(xiàng)目,調(diào)用其他系統(tǒng)的接口就可以。
4. 部署方便:可以靈活的進(jìn)行分布式部署。
5. 提高代碼的復(fù)用性：比如service層,如果不采用分布式rest服務(wù)方式架構(gòu)就會(huì)在手機(jī)wap商城,微信商城,pc,android，ios每個(gè)端都要寫一個(gè)service層邏輯,開(kāi)發(fā)量大,難以維護(hù)一起升級(jí),這時(shí)候就可以采用分布式rest服務(wù)方式,公用一個(gè)service層。

缺點(diǎn):系統(tǒng)之間的交互要使用遠(yuǎn)程通信,接口開(kāi)發(fā)增大工作量,但是利大于弊。

三、微服務(wù)架構(gòu)

1. 服務(wù)的前世今生
2. 基于分布式思想下的RPC解決方案
3. Dubbo應(yīng)用及源碼解讀
4. SpringBoot
5. SpringCloud應(yīng)用及源碼解讀
6. Docker虛擬化技術(shù)

微服務(wù)架構(gòu)，主要是中間層分解，將系統(tǒng)拆分成很多小應(yīng)用（微服務(wù)），微服務(wù)可以部署在不同的服務(wù)器上，也可以部署在相同的服務(wù)器不同的容器上。當(dāng)應(yīng)用的故障不會(huì)影響到其他應(yīng)用，單應(yīng)用的負(fù)載也不會(huì)影響到其他應(yīng)用，其代表框架有Springcloud、Dubbo等。其架構(gòu)圖如下所示：

• 易于開(kāi)發(fā)和維護(hù)：一個(gè)微服務(wù)只會(huì)關(guān)注一個(gè)特定的業(yè)務(wù)功能，所以它業(yè)務(wù)清晰、代碼量較少。開(kāi)發(fā)和維護(hù)單個(gè)微服務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單。而整個(gè)應(yīng)用是由若干個(gè)微服務(wù)構(gòu)建而成的，所以整個(gè)應(yīng)用也會(huì)被維持在一個(gè)可控狀態(tài)。
  
• 單個(gè)微服務(wù)啟動(dòng)較快：?jiǎn)蝹€(gè)微服務(wù)代碼量較少，所以啟動(dòng)會(huì)比較快。
• 局部修改容易部署：?jiǎn)误w應(yīng)用只要有修改，就得重新部署整個(gè)應(yīng)用，微服務(wù)解決了這樣的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)某個(gè)微服務(wù)進(jìn)行修改，只需要重新部署這個(gè)服務(wù)即可。
• 技術(shù)棧不受限：在微服務(wù)架構(gòu)中，可以結(jié)合項(xiàng)目業(yè)務(wù)及團(tuán)隊(duì)的特點(diǎn)，合理地選擇技術(shù)棧。例如某些服務(wù)可使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL；某些微服務(wù)有圖形計(jì)算的需求，可以使用Neo4j；甚至可根據(jù)需要，部分微服務(wù)使用Java開(kāi)發(fā)，部分微服務(wù)使用Node.js開(kāi)發(fā)。
• 微服務(wù)雖然有很多吸引人的地方，但它并不是免費(fèi)的午餐，使用它是有代價(jià)的。使用微服務(wù)架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)。

• 運(yùn)維要求較高：更多的服務(wù)意味著更多的運(yùn)維投入。在單體架構(gòu)中，只需要保證一個(gè)應(yīng)用的正常運(yùn)行。而在微服務(wù)中，需要保證幾十甚至幾百個(gè)服務(wù)服務(wù)的正常運(yùn)行與協(xié)作，這給運(yùn)維帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。
• 分布式固有的復(fù)雜性：使用微服務(wù)構(gòu)建的是分布式系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)容錯(cuò)、網(wǎng)絡(luò)延遲、分布式事務(wù)等都會(huì)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。
• 接口調(diào)整成本高：微服務(wù)之間通過(guò)接口進(jìn)行通信。如果修改某一個(gè)微服務(wù)的API，可能所有使用了該接口的微服務(wù)都需要做調(diào)整。
• 重復(fù)勞動(dòng)：很多服務(wù)可能都會(huì)使用到相同的功能，而這個(gè)功能并沒(méi)有達(dá)到分解為一個(gè)微服務(wù)的程度，這個(gè)時(shí)候，可能各個(gè)服務(wù)都會(huì)開(kāi)發(fā)這一功能，從而導(dǎo)致代碼重復(fù)。盡管可以使用共享庫(kù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題（例如可以將這個(gè)功能封裝成公共組件，需要該功能的微服務(wù)引用該組件），但共享庫(kù)在多語(yǔ)言環(huán)境下就不一定行得通了。

四、Serverless架構(gòu)

當(dāng)我們還在容器的浪潮中前行時(shí)，已經(jīng)有一些革命先驅(qū)悄然布局另外一個(gè)云計(jì)算戰(zhàn)場(chǎng)：Serverless架構(gòu)。

Serverless架構(gòu)

2014年11月14日，亞馬遜AWS發(fā)布了新產(chǎn)品Lambda。當(dāng)時(shí)Lambda被描述為：一種計(jì)算服務(wù)，根據(jù)時(shí)間運(yùn)行用戶的代碼，無(wú)需關(guān)心底層的計(jì)算資源。從某種意義上來(lái)說(shuō)，Lambda姍姍來(lái)遲，它像云計(jì)算的PaaS理念：客戶只管業(yè)務(wù)，無(wú)需擔(dān)心存儲(chǔ)和計(jì)算資源。

在此前不久，2014年10月22日，谷歌收購(gòu)了實(shí)時(shí)后端數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)業(yè)公司Firebase。Firebase聲稱開(kāi)發(fā)者只需引用一個(gè)API庫(kù)文件就可以使用標(biāo)準(zhǔn)RESTAPI的各種接口對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作，只需編寫HTML＋CSS＋JavaScrip前端代碼，不需要服務(wù)器端代碼（如需整合，也極其簡(jiǎn)單）。

相對(duì)于上兩者，F(xiàn)acebook在2014年二月收購(gòu)的Parse，則側(cè)重于提供一個(gè)通用的后臺(tái)服務(wù)。這些服務(wù)被稱為Serverless或nosever。想到PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）了是嗎？很像，用戶不需要關(guān)心基礎(chǔ)設(shè)施，只需要關(guān)心業(yè)務(wù)，這是遲到的PaaS，也是更實(shí)用的PaaS。這很有可能將會(huì)變革整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程和傳統(tǒng)的應(yīng)用生命周期，一旦開(kāi)發(fā)者們習(xí)慣了這種全自動(dòng)的云上資源的創(chuàng)建和分配，或許就再也回不到那些需要微應(yīng)用配置資源的時(shí)代里去了。

對(duì)于Serverless架構(gòu)，沒(méi)有全部展示出來(lái)，那如果有感興趣了解的老友們呢...可以去我的主頁(yè)，私信我【架構(gòu)】獲取，喜歡我的分布式、微服務(wù)系統(tǒng)圖的也能分享給大家~我對(duì)架構(gòu)體系做了一系列的系統(tǒng)圖，很開(kāi)心能分享給大家！

我的很多文章都有分享各種架構(gòu)資料，相信對(duì)于已經(jīng)工作和遇到技術(shù)瓶頸或者寫博客碼友，在我的主頁(yè)一定都有你需要的內(nèi)容。