系统架构优缺点分析

如果一个软件开发人员，不了解软件架构的演进，会制约技术的选型和开发人员的生存、晋升空间。这里我列举了目前主要的四种软件架构以及他们的优缺点，希望能够帮助软件开发人员拓展知识面。

单体架构比较初级，典型的三级架构，前端(Web/手机端)+中间业务逻辑层+数据库层。这是一种典型的Java Spring mvc或者Python Drango框架的应用。其架构图如下所示： 单体架构的应用比较容易部署、测试， 在项目的初期，单体应用可以很好地运行。然而，随着需求的不断增加， 越来越多的人加入开发团队，代码库也在飞速地膨胀。慢慢地，单体应用变得越来越臃肿，可维护性、灵活性逐渐降低，维护成本越来越高。下面是单体架构应用的一些缺点：

复杂性高： 以一个百万行级别的单体应用为例，整个项目包含的模块非常多、模块的边界模糊、 依赖关系不清晰、 代码质量参差不齐、 混乱地堆砌在一起。可想而知整个项目非常复杂。 每次修改代码都心惊胆战， 甚至添加一个简单的功能， 或者修改一个Bug都会带来隐含的缺陷。

技术债务： 随着时间推移、需求变更和人员更迭，会逐渐形成应用程序的技术债务， 并且越积 越多。“ 不坏不修”， 这在软件开发中非常常见， 在单体应用中这种思想更甚。 已使用的系统设计或代码难以被修改，因为应用程序中的其他模块可能会以意料之外的方式使用它。

部署频率低： 随着代码的增多，构建和部署的时间也会增加。而在单体应用中， 每次功能的变更或缺陷的修复都会导致需要重新部署整个应用。全量部署的方式耗时长、 影响范围大、 风险高， 这使得单体应用项目上线部署的频率较低。 而部署频率低又导致两次发布之间会有大量的功能变更和缺陷修复，出错率比较高。

可靠性差： 某个应用Bug，例如死循环、内存溢出等， 可能会导致整个应用的崩溃。

扩展能力受限： 单体应用只能作为一个整体进行扩展，无法根据业务模块的需要进行伸缩。例如，应用中有的模块是计算密集型的，它需要强劲的CPU； 有的模块则是IO密集型的，需要更大的内存。 由于这些模块部署在一起，不得不在硬件的选择上做出妥协。

阻碍技术创新： 单体应用往往使用统一的技术平台或方案解决所有的问题， 团队中的每个成员 都必须使用相同的开发语言和框架，要想引入新框架或新技术平台会非常困难。

中级架构，分布式应用，中间层分布式+数据库分布式，是单体架构的并发扩展，将一个大的系统划分为多个业务模块，业务模块分别部署在不同的服务器上，各个业务模块之间通过接口进行数据交互。数据库也大量采用分布式数据库，如redis、ES、solor等。通过LVS/Nginx代理应用，将用户请求均衡的负载到不同的服务器上。其架构图如下所示： 该架构相对于单体架构来说，这种架构提供了负载均衡的能力，大大提高了系统负载能力，解决了网站高并发的需求。另外还有以下特点：

降低了耦合度：把模块拆分,使用接口通信,降低模块之间的耦合度。

责任清晰：把项目拆分成若干个子项目,不同的团队负责不同的子项目。

扩展方便：增加功能时只需要再增加一个子项目,调用其他系统的接口就可以。

部署方便: 可以灵活的进行分布式部署。

提高代码的复用性：比如service层,如果不采用分布式rest服务方式架构就会在手机wap商城,微信商城,pc,android，ios每个端都要写一个service层逻辑,开发量大,难以维护一起升级,这时候就可以采用分布式rest服务方式,公用一个service层。

缺点 : 系统之间的交互要使用远程通信,接口开发增大工作量,但是利大于弊。

微服务架构，主要是中间层分解，将系统拆分成很多小应用（微服务），微服务可以部署在不同的服务器上，也可以部署在相同的服务器不同的容器上。当应用的故障不会影响到其他应用，单应用的负载也不会影响到其他应用，其代表框架有Spring cloud、Dubbo等。 其架构图如下所示：

易于开发和维护： 一个微服务只会关注一个特定的业务功能，所以它业务清晰、代码量较少。 开发和维护单个微服务相对简单。而整个应用是由若干个微服务构建而成的，所以整个应用也会被维持在一个可控状态。

单个微服务启动较快： 单个微服务代码量较少， 所以启动会比较快。

局部修改容易部署： 单体应用只要有修改，就得重新部署整个应用，微服务解决了这样的问题。 一般来说，对某个微服务进行修改，只需要重新部署这个服务即可。

技术栈不受限：在微服务架构中，可以结合项目业务及团队的特点，合理地选择技术栈。例如某些服务可使用关系型数据库MySQL；某些微服务有图形计算的需求，可以使用Neo4j；甚至可根据需要，部分微服务使用Java开发，部分微服务使用Node.js开发。

微服务虽然有很多吸引人的地方，但它并不是免费的午餐，使用它是有代价的。使用微服务架构面临的挑战。

运维要求较高：