Java系统架构设计

1. 不一样系统不一样语言之间的交互

如今咱们常见的不一样系统不一样语言之间的交互使用WebService,Http请求。WebService,即“Web 服务”,简写为 WS。从字面上理解,它其实就是“基于 Web 的服务”。而服务倒是双方的,有服务需求方,就有服务提供方。服务提供方对外发布服务,服务需求方调用服务提供方所发布的服务。若是说得再专业一点,WS 其实就是创建在 HTTP 协议上实现异构系统通信的工具。没错!WS 说白了仍是基于 HTTP 协议的,也就是说,数据是经过 HTTP 进行传输的。最先咱们是用CXF开发SOAP服务实现WS,后面咱们是用REST服务实现WS(这个目前使用比较多,也最我用得最多的这一种)。基于CXF也能够开发REST服务,不过咱们通常直接使用springMVC或者其余MVC框架实现REST服务。html

可是在不少人的印象中Web service的话通常指十来年前IBM主导的基于XML的各类交互技术,如今除了一些公司在用以外用得人也不多了。广义的话Webservice就是Web 服务了,一切皆服务。linux

2. 不一样系统相同语言之间的交互

常见的不一样系统相同语言之间的交互用RPC(远程过程调用),或者RMI(远程方法调用)实现,不用对外部提供服务,固然上面说的也可使用在相同语言之间的交互,只是我经常使用的是RPC。web

不一样产品的架构spring

3. 单个产品的架构演进

通常咱们只是一个产品的状况下的架构演进历程,若是须要对外提供webService,一般使用REST服务实现。sql

如下一段内容来源于知乎数据库

1. 分布式架构的演进系统架构演化历程-初始阶段架构

初始阶段 的小型系统 应用程序、数据库、文件等全部的资源都在一台服务器上通俗称为LAMPapache

特征:应用程序、数据库、文件等全部的资源都在一台服务器上。后端

描述:一般服务器操做系统使用linux,应用程序使用PHP开发,而后部署在Apache上,数据库使用Mysql,聚集各类免费开源软件以及一台廉价服务器就能够开始系统的发展之路了。缓存

2. 系统架构演化历程-应用服务和数据服务分离

好景不长,发现随着系统访问量的再度增长,webserver机器的压力在高峰期会上升到比较高,这个时候开始考虑增长一台webserver服务器

特征:应用程序、数据库、文件分别部署在独立的资源上。

描述:数据量增长,单台服务器性能及存储空间不足,须要将应用和数据分离,并发处理能力和数据存储空间获得了很大改善。

3. 系统架构演化历程-使用缓存改善性能

特征:数据库中访问较集中的一小部分数据存储在缓存服务器中,减小数据库的访问次数,下降数据库的访问压力。

描述:系统访问特色遵循二八定律,即80%的业务访问集中在20%的数据上。缓存分为本地缓存和远程分布式缓存,本地缓存访问速度更快但缓存数据量有限,同时存在与应用程序争用内存的状况。

4. 系统架构演化历程-使用应用服务器集群

在作完分库分表这些工做后,数据库上的压力已经降到比较低了,又开始过着天天看着访问量暴增的幸福生活了,忽然有一天,发现系统的访问又开始有变慢的趋势了,这个时候首先查看数据库,压力一切正常,以后查看webserver,发现apache阻塞了不少的请求,而应用服务器对每一个请求也是比较快的,看来 是请求数过高致使须要排队等待,响应速度变慢

特征:多台服务器经过负载均衡同时向外部提供服务,解决单台服务器处理能力和存储空间上限的问题。

描述:使用集群是系统解决高并发、海量数据问题的经常使用手段。经过向集群中追加资源,提高系统的并发处理能力,使得服务器的负载压力再也不成为整个系统的瓶颈。

5. 系统架构演化历程-数据库读写分离

享受了一段时间的系统访问量高速增加的幸福后,发现系统又开始变慢了,此次又是什么情况呢,通过查找,发现数据库写入、更新的这些操做的部分数据库链接的资源竞争很是激烈,致使了系统变慢

特征:多台服务器经过负载均衡同时向外部提供服务,解决单台服务器处理能力和存储空间上限的问题。

描述:使用集群是系统解决高并发、海量数据问题的经常使用手段。经过向集群中追加资源,使得服务器的负载压力不在成为整个系统的瓶颈。

6. 系统架构演化历程-反向代理和CDN加速

特征:采用CDN和反向代理加快系统的 访问速度。

描述:为了应付复杂的网络环境和不一样地区用户的访问,经过CDN和反向代理加快用户访问的速度,同时减轻后端服务器的负载压力。CDN与反向代理的基本原理都是缓存。

7. 系统架构演化历程-分布式文件系统和分布式数据库

随着系统的不断运行,数据量开始大幅度增加,这个时候发现分库后查询仍然会有些慢,因而按照分库的思想开始作分表的工做

特征:数据库采用分布式数据库,文件系统采用分布式文件系统。

描述:任何强大的单一服务器都知足不了大型系统持续增加的业务需求,数据库读写分离随着业务的发展最终也将没法知足需求,须要使用分布式数据库及分布式文件系统来支撑。分布式数据库是系统数据库拆分的最后方法,只有在单表数据规模很是庞大的时候才使用,更经常使用的数据库拆分手段是业务分库,将不一样的业务数据库部署在不一样的物理服务器上。

8. 系统架构演化历程-使用NoSQL和搜索引擎

特征:系统引入NoSQL数据库及搜索引擎。

描述:随着业务愈来愈复杂,对数据存储和检索的需求也愈来愈复杂,系统须要采用一些非关系型数据库如NoSQL和分数据库查询技术如搜索引擎。应用服务器经过统一数据访问模块访问各类数据,减轻应用程序管理诸多数据源的麻烦。

9. 系统架构演化历程-业务拆分

特征:系统上按照业务进行拆分改造,应用服务器按照业务区分进行分别部署。

描述:为了应对日益复杂的业务场景,一般使用分而治之的手段将整个系统业务分红不一样的产品线,应用之间经过超连接创建关系,也能够经过消息队列进行数据分发,固然更多的仍是经过访问同一个数据存储系统来构成一个关联的完整系统。纵向拆分:将一个大应用拆分为多个小应用,若是新业务较为独立,那么就直接将其设计部署为一个独立的Web应用系统纵向拆分相对较为简单,经过梳理业务,将较少相关的业务剥离便可。横向拆分:将复用的业务拆分出来,独立部署为分布式服务,新增业务只须要调用这些分布式服务横向拆分须要识别可复用的业务,设计服务接口,规范服务依赖关系。

10. 系统架构演化历程-分布式服务

特征:公共的应用模块被提取出来,部署在分布式服务器上供应用服务器调用。描述:随着业务越拆越小,应用系统总体复杂程度呈指数级上升,因为全部应用要和全部数据库系统链接,最终致使数据库链接资源不足,拒绝服务。

Q:分布式服务应用会面临哪些问题?

(1) 当服务愈来愈多时,服务URL配置管理变得很是困难,F5硬件负载均衡器的单点压力也愈来愈大。
(2) 当进一步发展,服务间依赖关系变得错踪复杂,甚至分不清哪一个应用要在哪一个应用以前启动,架构师都不能完整的描述应用的架构关系。
(3) 接着,服务的调用量愈来愈大,服务的容量问题就暴露出来,这个服务须要多少机器支撑?何时该加机器?
(4) 服务多了,沟通成本也开始上升,调某个服务失败该找谁?服务的参数都有什么约定?
(5) 一个服务有多个业务消费者,如何确保服务质量?
(6) 随着服务的不停升级,总有些意想不到的事发生,好比cache写错了致使内存溢出,故障不可避免,每次核心服务一挂,影响一大片,人心慌慌,如何控制故障的影响面?服务是否能够功能降级?或者资源劣化?
这个好像是大型网站技术架构 核心原理与案例分析开篇的内容,不过做者总结得不错,我就转载一下吧。

4. 产品线的架构

还有一种就是上面也有提到的业务拆分。如今咱们须要作一个产品线,咱们只须要一个数据层,一个通用业务逻辑层,前面还有各类应用和界面层,不须要对外部系统(外部公司的系统)提供服务的状况之前咱们通常会选择用EJB等来构建分布式应用,可是如今咱们可使用dobbo、thrift、avro、hessian这类RPC框架来构建分布式应用实现不一样应用和数据来源的交互。这种结构模式下咱们须要对其余公司提供服务,能够专门写一个应用对外部系统提供rest服务。通常大多数互联网服务背后都要访问十几个甚至几百个内部服务,它们之间的通讯方式通常都是RPC:就像访问一个远程方法那样,输入参数后等待返回结果。这对于构建复杂系统是最容易理解的方式。

以下图的模型,文件系统,缓存那些没有画出来,你们理解就行。