分布式架构
参考链接:https://gitee.com/Doocs/advanced-java
架构演变:https://mp.weixin.qq.com/s/gKrjWU76SlXWgUAix4xtLw
一、单体架构
1. 概念
单体架构(Monolithic Architecture)是将所有功能模块集成在一个应用程序中的架构模式。整个应用程序作为一个整体进行开发、部署和运行。
2. 特点
- 开发简单:项目初期开发速度快,适合小型团队。
- 部署方便:只需要打包成一个文件,发布到服务器即可运行。
- 性能较高:组件之间直接调用,通信延迟低。
- 维护困难:随着功能增多,代码规模膨胀,耦合度高,维护成本上升。
- 扩展性差:无法按模块单独扩展,资源利用率低。
3. 适用场景
- 初创项目、功能简单、用户量较少的系统。
- 开发周期短,对扩展性要求不高的场景。
二、集群架构
1. 概念
集群架构(Cluster Architecture)是指将多个服务器组成一个集群,对外提供统一服务,实现负载均衡和高可用。
2. 特点
- 负载均衡:通过负载均衡器将请求分发到多个节点,提升系统吞吐量。
- 高可用:某个节点故障时,其他节点继续提供服务,保障系统稳定性。
- 数据一致性:需要考虑数据同步和状态保持问题。
3. 适用场景
- 高并发、高访问量的互联网应用。
- 需要保障系统稳定性和可用性的场景。
三、分布式架构
1. 概念
分布式架构(Distributed Architecture)是指将系统拆分成多个独立的服务或模块,部署在不同的服务器上,通过网络通信协作完成业务逻辑。
2. 特点
- 水平扩展:可以根据需求增加服务器,提高性能。
- 容错性强:某个服务宕机不会影响其他服务。
- 复杂度高:需要考虑服务间通信、数据一致性、事务处理、故障恢复等问题。
3. 适用场景
- 用户规模大、业务复杂的大型系统。
- 需要高可用、高扩展性的场景。
四、SOA架构
1. 概念
面向服务架构(Service-Oriented Architecture, SOA)是一种以服务为核心的架构模式,将业务功能封装成服务,通过标准接口(如HTTP、RPC等)进行通信。
2. 特点
- 服务复用:业务功能被封装成独立服务,可被多个系统调用。
- 松耦合:服务之间独立开发、部署、升级,降低系统耦合度。
- 性能瓶颈:由于引入了网络通信,性能可能下降。
- 开发复杂:需要考虑服务治理、安全、事务管理等问题。
3. 适用场景
- 大型企业系统,多个业务系统需要共享核心功能。
- 需要灵活扩展、快速调整业务流程的场景。
五、微服务架构
1. 概念
微服务架构(Microservices Architecture)是SOA的进一步演进,将应用划分为粒度更小、更轻量的独立服务,每个服务完成单一业务功能,独立开发、部署、运行。
2. 特点
- 服务自治:每个服务独立开发、部署,技术栈可以不同。
- 按需扩展:可以针对性能瓶颈的服务单独扩容。
- 容错恢复:单个服务故障不会影响其他服务。
- 治理成本高:需要引入服务注册发现、负载均衡、配置管理、监控、链路追踪等组件。
3. 适用场景
- 业务复杂、功能多变、需要快速交付的互联网应用。
- 对系统高可用、扩展性要求高的场景。
六、架构小结
特点 | 单体架构 | 集群架构 | 分布式架构 | SOA架构 | 微服务架构 |
---|---|---|---|---|---|
开发复杂度 | 低 | 中 | 高 | 高 | 高 |
部署复杂度 | 低 | 中 | 高 | 高 | 高 |
性能 | 高 | 高 | 中 | 中 | 中 |
扩展性 | 差 | 中 | 高 | 高 | 高 |
可维护性 | 差 | 中 | 高 | 中 | 高 |
适用场景 | 小型项目 | 高并发 | 大型系统 | 企业系统 | 互联网系统 |
每种架构都有其适用场景和优劣势,选择合适的架构,关键在于权衡项目规模、开发周期、运维成本和未来扩展性。
我们来捋清楚 集群、分布式、SOA、微服务 这四种架构的区别,核心是从 部署方式、服务拆分粒度、通信方式、开发运维复杂度 这几个角度来对比。
七、集群架构 vs 分布式架构
集群架构
- 概念:多个相同的服务器节点组成集群,对外表现为一个整体。
- 核心特点:通常提供负载均衡、高可用,但业务逻辑还是在每个节点上完整运行,不拆分功能模块。
- 例子:一套完整的电商系统,部署多个节点,Nginx做负载均衡,任意节点都能跑完整的电商功能。
分布式架构
- 概念:将系统拆分成多个不同功能的服务模块,部署在不同的节点上,通过网络通信协同完成业务。
- 核心特点:每个节点负责不同的业务功能,服务之间有依赖。
- 例子:电商系统拆成“用户服务”“订单服务”“支付服务”,每个服务独立部署在不同节点上,共同组成完整功能。
总结:
- 集群:每个节点是一样的完整系统,解决高并发和高可用问题;
- 分布式:每个节点只负责一部分业务,解决系统扩展和高性能问题。
八、SOA架构 vs 微服务架构
SOA架构(Service-Oriented Architecture)
- 概念:面向服务架构,按照业务功能划分服务模块,每个服务独立运行,对外提供服务接口(如HTTP、RPC等)。
- 核心特点:强调服务复用、松耦合,但服务粒度较大,往往一个服务承担多个功能。
- 例子:电商系统有“订单服务”,内部包含订单创建、支付、物流状态管理等一堆功能。
微服务架构
- 概念:微服务是SOA的进一步演进,将功能拆得更细,每个服务只完成一个小功能,独立开发、部署、运行。
- 核心特点:每个服务更小、更轻、更灵活,技术栈也可以不同,但需要完善的服务治理体系(如注册发现、负载均衡、链路追踪等)。
- 例子:电商系统拆得更细,“订单创建服务”“支付服务”“物流服务”“优惠券服务”全都分开,独立扩展、升级。
总结:
- SOA:服务粒度大,强调复用,更适合企业级大系统;
- 微服务:粒度小,强调灵活扩展,更适合互联网快速迭代场景。
九、架构总结
特点 | 集群架构 | 分布式架构 | SOA架构 | 微服务架构 |
---|---|---|---|---|
系统拆分方式 | 多个完整系统 | 按功能拆分 | 按业务拆分 | 按更细功能拆分 |
节点功能 | 每个节点一样 | 每个节点不同 | 服务粒度较大 | 服务粒度更小 |
通信方式 | 内部同步通信 | 网络通信 | HTTP/RPC等 | HTTP/RESTful |
开发复杂度 | 低 | 较高 | 高 | 很高 |
运维难度 | 低 | 较高 | 高 | 很高 |
扩展性 | 依赖负载均衡 | 水平扩展 | 灵活扩展 | 按需扩展每个服务 |
故障影响 | 单点故障危险 | 某模块故障不影响全局 | 某个服务故障影响较大 | 单个服务故障影响小 |