《极客时间教程 - 架构实战案例解析》笔记

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《极客时间教程 - 架构实战案例解析》笔记

架构的本质：如何打造一个有序的系统？

架构的本质：通过合理的内部编排，保证系统高度有序，能够不断扩展，满足业务和技术的变化。

首先，架构的出发点是业务和技术在不断复杂化，引起系统混乱，需要通过架构来保证有序。
其次，架构实现从无序到有序，是通过合理的内部编排实现的，基本的手段，就是“分”与“合”，先把系统打散，然后将它们重新组合，形成更合理的关系。
- “分”就是把系统拆分为各个子系统、模块、组件
- “合”就是基于业务流程和技术手段，把各个组件有机整合在一起

架构的分类

业务架构
应用架构
技术架构

什么是好架构？

一个好的架构设计既要满足业务的可扩展、可复用；
也要满足系统的高可用、高性能和可伸缩，并尽量采用低成本的方式落地。

架构师的自我修养

优秀的程序员
沟通交流（感性）
权衡取舍（理性）
多领域知识（技术的广度）
技术前瞻性（技术的深度）
看透问题本质（思维的深度）
抽象思维（思维的高度）

业务架构：作为开发，你真的了解业务吗？

从架构角度看，业务架构是源头，然后才是技术架构。

业务架构师和产品经理有什么区别？

产品经理定义了系统的外观
- 告诉用户，系统长什么样子
- 告诉开发，要实现什么功能
架构师将业务抽象为结构化的模块体系
- 把业务流程拆分，按照业务域的维度来划分系统模块。
- 并定义这些模块之间的关系，最终形成一个高度结构化的模块体系。

架构目标之业务的可扩展

业务的主题是变化和创新，系统的主题是稳定和可靠。

架构目标之业务的可复用

业务架构设计如何实现业务的可复用呢

首先，模块的职责定位要非常清晰。对于模块来说，在定位范围内的职责要全部涵盖到，而不在这个范围的职责全部不要。

其次，模块的数据模型和接口设计要保证通用。架构师需要归纳业务场景，通过抽象提炼，形成通用化的设计，以此来满足多个类似场景的需求。

最后，实现模块的高复用，还需要做好业务的层次划分。我们知道，越是底层的业务，它就相对更固定。举个例子，同样是订单业务域，对于底层订单的增删改查功能，不同类型的订单都是一样的，但对于上层的订单生命周期管理，外卖订单和堂食订单可能就不一样。

可扩展架构：如何打造一个善变的柔性系统？

系统的构成：模块 + 关系

模块是系统的基本组成部分，它泛指子系统、应用、服务或功能模块。关系指模块之间的依赖关系。

模块的要求：

定位明确，概念完整
自成体系，粒度适中

依赖关系的要求：

最好是单向的
最好是层次化结构

模块的业务逻辑尽量围绕自身内部数据进行处理，对外部依赖越小，模块的封装性越好，稳定性也越强，不会随着外部模块的调整而调整。

业务架构扩展性的本质是：通过构建合理的模块体系，有效地控制系统复杂度，最小化业务变化引起的系统调整。

那如何打造一个合理的模块体系呢？具体的架构手段就是按照业务对系统进行拆分和整合：
通过拆分，实现模块划分；通过整合，优化模块依赖关系。

通过模块通用化，模块的数量减少了，模块的定位更清晰，概念更完整，职责更聚焦。在实
践中，当不同业务线对某个功能需求比较类似时，我们经常会使用这个手段。

通过拆分，实现模块划分；通过整合，优化模块依赖关系。

一般做业务架构时，我们先考虑垂直拆分，从大方向上，把不同业务给区分清楚，然后再针对具体业务，按照业务处理流程进行水平拆分

业务平台化是模块依赖关系层次化的一个特例，只是它偏向于基础能力，在实践中，当业务
线很多，业务规则很复杂时，我们经常把底层业务能力抽取出来，进行平台化处理。

可扩展架构案例（一）：电商平台架构是如何演变的？

电商平台架构发展的大致过程：

单体架构

在单体架构中，只有一个应用，所有代码跑在一个进程，所有的表放在一个 DB 里。

单体应用内部一般采用分层结构，从上到下，一般分为表示层、业务层、数据访问层、DB 层。表示层负责用户体验，业务层负责业务逻辑，数据访问层负责 DB 的数据存取。

分布式架构

分布式架构，简单来说就是系统由多个独立的应用组成，它们互相协作，成为一个整体。

分布式架构包括了多个应用，每个应用分别负责不同的业务线，当一个应用需要另一个应用的功能时，会通过 API 接口进行调用。在分布式架构中，API 接口属于应用的一部分，它和表示层共享底层的业务逻辑。

分布式架构适用于业务相关性低、耦合少的业务系统。

SOA 架构

SOA 架构（Service Oriented Architecture）是一种面向服务的架构，它的发展经历了两个阶段：传统的 SOA 架构，它解决的是企业内部大量异构系统集成的问题；新的 SOA 架构，它解决的是系统重复建设的问题。

在 SOA 架构中，每个服务都对应一个现有的系统，所有这些服务都部署在一个中心化的平台上，我们称之为企业服务总线 ESB（Enterprise Service Bus），ESB 负责管理所有调用过程的技术复杂性，包括服务的注册和路由、各种通信协议的支持等等。

微服务架构

微服务强调围绕业务，进行清晰的业务和数据边界划分，并通过良好定义的接口输出业务能力，这和 SOA 架构里的服务有点类似。但两者不同的地方在于，微服务是去中心化的，不需要 SOA 架构中 ESB 的集中管理方式。

一方面，微服务强调所谓的哑管道，即客户端可以通过 HTTP 等简单的技术手段，访问微服务，避免重的通信协议和数据编码支持。另一方面，微服务强调智能终端，所有的业务逻辑包含在微服务内部，不需要额外的中间层提供业务规则处理。

可扩展架构案例（二）：App 服务端架构是如何升级的？

V1.0 架构

问题：

移动服务端对 Jar 包的紧密依赖
移动团队的职责过分复杂
团队并行开发困难

V2.0 架构

问题：

移动端和 PC 端互相干扰
重复造轮子
稳定性较差

V3.0 架构

首先，我们对每个业务线的服务端进行拆分，让 App 接口和 PC 端接口各自在物理上独立，但它们共享核心的业务逻辑。

移动网关的内部实现

通用层
- 首先是通用层，它负责所有系统级功能的处理，比如通讯协议适配、安全、监控、日志等等，这些功能统一由网关的通用层进行预处理，避免了各个业务线的重复开发。
- 在具体实现时，每个通用功能的处理逻辑都会封装成一个拦截器，这些拦截器遵循统一的接口定义，并且拦截器都是可配置的。当有外部请求过来，网关会依次调用这些拦截器，完成各个系统级功能的处理。
接口路由层
- 移动端请求经过通用层的预处理之后，将会进一步分发给后端的业务适配器进行处理。
- 在配置文件里，对接口请求的 URL 和业务适配器进行映射，接口路由层的分发逻辑就是根据请求中的 URL，在配置文件里找到对应的适配器，然后把请求交给适配器进行后续的处理。
服务适配层
- 适配器首先用来解决内外部接口的适配，除此之外，适配器还可以根据需要，对多个内部服
  务做业务聚合，这样可以对 App 前端提供粗粒度的接口服务，减少远程网络的调用次数。

可扩展架构案例（三）：你真的需要一个中台吗？

前台：面向 C 端的应用。前台对外

后台：企业内部系统。后台对内

中台：通过实现基础业务的平台化，实现了企业级业务能力的快速复用

中台的适用性

第一种是独立地建设新业务线，这样，各个业务线并列，系统整体上是一个“川”字型的结构

第二种做法是，把各业务线中相同的核心逻辑抽取出来，通过抽象设计，实现通用化，共同服务于所有业务线的需求，系统结构整体上是一个“山”字型。这样，我们就能一处建设，多处复用，一处修改，多处变化，从而实现最大程度的复用。

何时从“川”字型转为“山”字形呢？

一方面，这和公司业务线的数量有关，业务线越多，意味着重复建设的成本会更大，当我们开始上第 3 条业务线时，就应该要考虑转到“山”字形了。
另一方面，也和各个业务线的相似度有关，相似度越高，意味着业务线之间有更多类似的逻辑，更适合“山”字形。

中台实现了通用基础业务的平台化。从变化速度来看，企业基础的业务是相对固定的，而具体上层业务场景是相对多变的；从数量来看，基础业务数量是有限的，而具体业务场景是无限的。因此，有了完善的中台，我们就可以通过有限而比较固定的基础业务，来满足无限而快速变化的上层业务场景了。

从业务角度来看，中台收敛了业务场景，统一了业务规则；从系统角度看，中台相当于操作系统，对外提供标准接口，屏蔽了底层系统的复杂性；从数据角度看，中台收敛了数据，比如使用同一套订单数据模型，让所有渠道的订单使用相同的订单模型，所有订单数据落到同一个订单库。

中台通过实现基础业务的平台化，实现了企业级业务能力的快速复用。

松散的微服务 -> 共享服务体系 -> 中台

传统企业中台架构设计

中台代表了企业核心的业务能力，它自成体系，能够为 C 端的互联网场景提供通用的能力，并通过各种插件和后台打通。

对于互联网企业来说，有大量微服务做基础，往中台转是改良，目的是更好地衔接前台和后台，实现业务的快速创新；
对于传统企业来说，内部有大量的遗留系统，落地中台是革命，目的是盘活老系统，全面实现企业的数字化转型。

可复用架构：如何实现高层次的复用？

从复用的程度来看，从高到低，我们可以依次划分为产品复用 > 业务流程复用 > 业务实体复用 > 组件复用 > 代码复用。

技术复用：代码级复用和技术组件复用都属于工具层面，它们的好处是在很多地方都可以用，但和业务场景隔得有点远，不直接对应业务功能，因此复用的价值相对比较低。

业务复用

业务实体复用针对细分的业务领域
业务流程的复用针对的是业务场景
最高层次的复用是对整个系统的复用

可复用架构案例（一）：如何设计一个基础服务？

对于落地一个共享服务来说，服务边界的划分和功能的抽象设计是核心。

可复用架构案例（二）：如何对现有系统做微服务改造？

圈表：圈表就是用来确定库存微服务具体包含哪些表，也就是确定服务的数据模型。

收集 SQL：收集所有业务系统访问这些表的 SQL 语句，包括它的业务场景说明、访问频率等等。库存微服务后续就针对这些 SQL 进行封装，提供相应的接口给业务系统使用。

拆分 SQL：有些 SQL 不仅仅访问圈定的这几张库存表，还会和产品库中的其他表进行关联。

可复用架构案例（三）：中台是如何炼成的？

业务上有什么重大变化，导致当前系统的弊端已经很明显，不能适应业务发展了呢？
架构改造时，如何在业务、系统、资源三者之间做好平衡，对系统进行分步式的改造呢？

技术架构：作为开发，你真的了解系统吗？

技术架构的职责，首先是负责系统所有组件的技术选型，然后确保这些组件可以正常运行。

业务架构解决的是系统功能性问题。

技术架构解决的是系统非功能性问题。

技术架构目标

高可用
高性能
伸缩性
安全性

高可用架构：如何让你的系统不掉链子？

故障分类

资源不可用，包括网络和服务器出故障，网络出故障表明节点连接不上，服务器出故障表明该节点本身不能正常工作。
资源不足，常规的流量进来，节点能正常工作，但在高并发的情况下，节点无法正常工作，对外表现为响应超时。
节点的功能有问题，这个主要体现在我们开发的代码上，比如它的内部业务逻辑有问题，或者是接口不兼容导致客户端调用出了问题；另外有些不够成熟的中间件，有时也会有功能性问题。

高可用策略和架构原则

事前，尽量避免问题的发生；始终，要考虑转移故障，降低故障影响，快速恢复系统；事后，要对故障进行复盘，考虑技术、流程上的完善措施。