大家好，我是mikechen。

軟件架構對于軟件開發是非常重要的，是整個軟件的大腦，也是架構的必備技能，下面我就全面來詳解軟件架構@mikechen

軟件架構

軟件架構是指軟件系統的設計方案，它決定了軟件系統中各個組件之間的關系、功能分配、和架構方式。

這個與建筑設計架構類似，建筑設計架構師負責設計建筑物的整體結構、布局和功能分配。

而軟件架構師，負責設計軟件系統的整體組織結構、模塊劃分、和功能分配。

兩者都需要考慮到業務功能、性能、可擴展性、安全性、以及用戶體驗等方面。

軟件架構模式

學習軟件架構，可以提高你的系統設計能力，了解不同的架構模式和設計原則，能夠幫助你更好地組織和規劃軟件系統。

下面，我接著詳解主流的軟件架構模式：

1.分層架構

分層架構是一種常見的軟件架構模式，它將軟件系統劃分為：若干個層次，每個層次負責特定的功能。

如下圖所示：

這種設計方式，使得系統的結構更加清晰，便于開發人員理解和交流。

主要分為3層：

• 表示層（Presentation Layer）：也稱為用戶界面層，負責與用戶進行交互，包括：用戶界面的設計、和實現；
• 業務邏輯層（Business Logic Layer）：也稱為服務層、或應用層，負責：處理業務規則、數據處理、和邏輯運算等任務；
• 數據訪問層（Data Access Layer）：也稱為持久化層，負責：與數據存儲系統進行交互，使業務邏輯層可以專注于業務邏輯的處理。

總之，分層架構：是一種常見且靈活的軟件架構模式，適用于大多數中小型軟件系統的設計和開發。

2.事件驅動架構

事件驅動架構（Event-Driven Architecture，EDA），是一種軟件架構模式，它基于事件、和消息的傳遞來實現系統的組織和通信。

如下圖所示：

主要會包含，4大組件：

1、事件（Event）

事件是系統中發生的某種事情、或狀態的表示，例如：用戶操作、系統錯誤、數據更新等，這些都是事件。

2、發布者（Publisher）

發布者是產生事件的組件，負責：將事件發布到系統中的事件總線、或消息隊列中，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，負責：訂閱感興趣的事件，并在事件發生時進行相應的處理。

4、事件總線（Event Bus）

事件總線：是連接發布者和訂閱者的中間件，負責：事件的傳遞和分發。

事件驅動架構中事件的發布和訂閱是異步的，發布者無需等待訂閱者的響應即可繼續執行，提高了系統的并發性和響應速度。

事件驅動架構的應用場景：

1.消息隊列

事件驅動架構，常常與消息隊列系統結合使用，用于實現可靠的消息傳遞和異步處理。

例如：用于構建高可靠性的分布式任務調度系統、日志處理系統…等。

2.實時通知和推送

當需要向用戶發送實時通知、或推送時，事件驅動架構可以幫助實現消息的即時傳遞和處理。

例如：社交網絡應用中的消息通知、電子商務應用中的訂單狀態更新通知…等，這些都可以用事件驅動架構來解決。

3.復雜業務流程

當需要處理復雜的業務流程，事件驅動架構可以幫助實現業務流程的自動化和靈活性，例如：工作流系統…等。

3.微服務架構

微服務架構：是一種將軟件系統架構，主要是把單體拆分為多個小型、自治的服務的架構模式。

每個服務都獨立部署、獨立運行，并通過輕量級的通信機制進行交互。

如下圖所示：

主要會包含，如下6大特點：

1、服務拆分

微服務架構，一般是將傳統的單體應用拆分為多個小型的服務，并且，每個服務負責一個特定的業務功能。

微服務架構這種拆分，使得每個服務更加專注、易于理解、和維護。

2、自治性

每個微服務都是獨立部署、獨立運行的，具有自己的數據庫和代碼庫。

都可以獨立進行開發，并且測試、和部署，極大的降低了系統之間的耦合度。

3、技術多樣性

每個微服務可以使用不同的技術棧和編程語言，根據業務需求選擇最適合的技術，提高了開發團隊的靈活性和自由度。

比如：你可以使用自己熟悉的Java，也可以使用自己熟悉的Go、或者別的開發語言來實現。

4、可擴展性

微服務架構：允許每個服務根據需要進行獨立的水平擴展，從而提高了系統的整體擴展性、和性能。

5、獨立部署

每個微服務都可以獨立進行部署、和升級，無需影響其他服務，使得系統更加靈活、和可靠。

6、團隊自治

每個微服務都有自己的團隊負責開發和維護，使得團隊更加獨立、責任更加明確。

微服務架構組件，如下圖所示：

通常包括以下幾個核心組件：

1. 分布式通信：這是最基本的功能，都會涉及到分布式通信，比如：Dubbo來實現RPC通信等。
2. 服務注冊與發現： 服務注冊與發現組件，用于管理和維護微服務的注冊信息，常見的有：Consul、Etcd、ZooKeeper…等實現方式。
3. 負載均衡： 負載均衡組件，用于在多個服務實例之間分配請求，以實現負載均衡和高可用性，比如：可以使用Ribbon來結合使用。
4. 消息隊列： 消息隊列用于實現微服務之間的異步通信，比如：SpringCloudAlibaba微服務，就包含了：RocketMQ消息隊列。
5. 分布式追蹤： 分布式追蹤組件，用于跟蹤、和監控微服務架構中的請求流程和性能指標，幫助發現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的配置信息，包括：環境變量、數據庫連接、日志級別……等。

本篇已收于mikechen原創超30萬字《阿里架構師進階專題合集》里面。

4、云原生架構

云原生架構是一種基于云計算、和容器化技術的應用架構模式。

云原生架構，主要會包含：Docker容器、K8S容器編排、和服務網格等。

如下圖所示：

Docker容器

Docker容器技術使得應用程序及其依賴可以被打包成一個獨立的容器，包含了：運行時環境、代碼、依賴庫等。

Docker容器就像集裝箱一樣，可以將應用程序及其所有依賴項打包成一個獨立的單元。

集裝箱和Docker容器都提供了一種隔離的環境，使得內部的貨物、或應用程序不受外部環境的影響。

并且，集裝箱和Docker容器都是相對輕量級的，可以在短時間內進行加載、卸載和運輸，因此運行效率非常高。

Kubernetes容器編排

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

Kubernetes是一個開源的容器編排引擎，是Google開發的，用于自動化部署、擴展和管理容器化應用程序。

提供了豐富的功能，如：自動化部署、負載均衡、故障恢復、自動擴展。。。等，使得應用程序能夠更加靈活地運行在各種環境中。

服務網格

服務網格是一種用于管理微服務之間通信的基礎設施層，它通過透明地注入網絡代理來實現微服務之間的通信、監控和安全控制。

服務網格可以幫助開發人員解決微服務架構中的通信問題，提高系統的可觀察性、可靠性和安全性。

5.云架構

云計算架構：是指基于云計算技術實現的系統架構。

云架構，主要利用云計算資源，比如：計算、存儲、網絡…..等，來構建和部署應用程序，提供各種服務和功能。

整體架構，如下圖所示：

主要會包含：

1、IaaS（基礎設施即服務）

IaaS， 主要提供基礎的計算、存儲、和網絡資源。

如下圖所示：

主要會包含，如下3大組件：

1. 虛擬機（VM）： 虛擬機是IaaS的基礎組件，它將物理服務器虛擬化為多個虛擬服務器，每個虛擬機都擁有自己的操作系統、和應用程序環境。
2. 存儲服務： IaaS提供了各種類型的存儲服務，包括：塊存儲、文件存儲和對象存儲等，用于存儲用戶的數據和應用程序。
3. 網絡服務： IaaS提供了網絡服務和功能，包括：虛擬網絡、負載均衡、防火墻等，用于構建和管理用戶的網絡環境。

以上

本篇已收于mikechen原創超30萬字《阿里架構師進階專題合集》里面。