架构的模式

很多软件架构都采用了一些具体的模式，也就是常用的一些解决方案。

这些解决方案被很多网站重复使用，并且也确实能够解决问题。

分层（横向拆分）

分层也被称为横向拆分。最简单容易理解的例子是，网络的七层通信协议，完美的诠释了分层的重要性。对系统分层，也使得逻辑清晰，职责分明，不同层次处理不同的事情。

分层可以更好地将一个庞大系统切分成不同的组成部分，每个部分或者说每个层次都具有一定的独立性，更加便于合作开发、维护等工作。

分层架构是逻辑上的，在物理部署上，多个层次的模块可以部署在同一台机器上。随着业务的发展，后面肯定会对已经分层的模块分离部署的，用来抗住更大的用户流量。

分层简单来看可以分为三层，应用层、服务层、数据层。

分割就是对软件进行纵向拆分。网站越来越大，功能越来越复杂，服务和数据也越来越多。

将不同的功能拆分开，形成高内聚低耦合的单元。主要是为了软件的开发和维护，也是为了便于不同模块的分布式部署。

业务会被拆分的越来越细，高内聚低耦合的单元越来越多。

分布式（distributed）是指在多台不同的服务器中部署不同的服务模块，通过远程调用协同工作，对外提供服务。比如把购物分为商品、购物车、订单、支付。

集群（cluster）是指在多台不同的服务器中部署相同应用或服务模块，构成一个集群，通过负载均衡设备对外提供服务。

横向拆分和纵向拆分就是为了分布式部署。将不同模块部署到不同的服务器上，通过远程调用工作。分布式意味着很多模块，模块越多，就需要更多的计算机部署，也就是可以使用更多的计算机资源。这样能够处理的更多的访问请求，更大的数据量。

分布式也会带来一些问题，比如网络传输，服务器宕机率提升，数据一致性问题，分布式事务，依赖关系错综复杂。

对横向拆分和纵向拆分的模块，进行了分布式部署。但是其中某些模块访问量较大，单机扛不住，所以就需要部署这个模块的集群。

对这些集群中的各个服务器进行流量分发，这些服务器负载是否一样，是否会存在大部分请求打在了某几台服务器上，这种情况下用负载均衡调节器来处理。

集群具有伸缩性，对于集群中某台机器宕机，也可用负载均衡来治理。

缓存就是将数据存放在距离计算最近的位置以加快处理速度。缓存是改善软件性能的第一手段。

CDN：部署在距离终端用户最近的网络服务商，用户的网络请求总是会先到达他的网络服务商哪里，在这里缓存网站的一些静态资源。

反向代理：反向代理属于网站前端架构的一部分，部署在网站的前端，当用户请求打到网站的数据中心时，最先访问到的就是反向代理服务器，这里缓存网站的静态资源，无需经过应用服务器。

本地缓存：在应用服务器本地缓存着热点数据，应用程序可以在本机内存中直接访问数据，而无需访问数据库。

分布式缓存：大型网站的数据量非常大，即使只缓存一小部分，需要的内存空间也不是单机所能承受的。

软件架构有一个很重要的原则，就是解耦，降低软件的耦合性。

异步架构是典型的生产者消费者模式，两者不存在直接调用，只要保持数据结构不变，彼此功能实现可以随意变化而不相互影响。

加快网站响应速度：处理完业务请求后，将数据写入消息队列，不需要等待消费者服务器处理就可以返回，响应延迟减少。

消除并发访问高峰：使用消息队列将突然增加的访问请求放入消息队列中，等待消费者服务器依次处理，就不会对整个网站负载造成太大压力。

冗余是常用的手段，主要用来提高可用性，防止数据丢失。

数据冗余：将数据放到一台服务器上，这台服务器可能由于硬件原因或者其他原因找不到数据了，数据备份一下。

服务器冗余：提高服务可用性，假设其中一台服务器挂了，另一台服务器还可用。