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聊聊架構設計流程:設計備選方案

來源: 責編: 時間:2024-04-19 09:29:10 132觀看
導讀作為架構師,工作內容并非迷霧重重。一個經驗豐富的架構師必須對現有技術有深刻的了解,并且對已被實踐證明的架構模式胸有成竹。基于對業務需求的深入理解,他們會選擇并組合恰當的架構模式,進而對這些方案進行必要的修改和

作為架構師,工作內容并非迷霧重重。一個經驗豐富的架構師必須對現有技術有深刻的了解,并且對已被實踐證明的架構模式胸有成竹?;趯I務需求的深入理解,他們會選擇并組合恰當的架構模式,進而對這些方案進行必要的修改和優化。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

盡管軟件技術經歷了幾十年的發展,并且持續涌現新技術,成熟的技術仍占主導,因為這些技術已被眾多應用場景所驗證。例如,涉及高可用性的主備方案、集群技術,高性能的負載均衡、多路復用技術,以及可擴展的分層和插件化技術等,這些都是在明確目標后可以迅速找到的解決方案。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

通常情況下,只有當現有方案無法滿足特定需求時,我們才考慮創新。然而,這些創新大多仍然建立在成熟的技術之上。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

例如,NoSQL 中的 Key-Value 存儲與數據庫索引本質上相似,而 Memcache 實際上是將數據庫索引轉變成獨立的緩存系統。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

Hadoop 的大文件存儲解決方案,基于的是集群和數據復制的技術。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

Docker 的虛擬化技術是建立在 Linux 容器(LXC)之上的。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

同樣,LevelDB 使用的文件存儲結構是跳表(Skip List)。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

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在《技術的本質》一書中,對技術的組合有清晰的闡述:新技術都是在現有技術的基礎上發展起來的,現有技術又來源于先前的技術。將技術進行功能性分組,可以大大簡化設計過程,這是技術“模塊化”的首要原因。技術的“組合”和“遞歸”特征,將徹底改變我們對技術本質的認識。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

盡管在很多情況下,通過組合和調整現有的技術或架構模式,我們可以得到所需的解決方案,但這并不意味著架構設計是一項簡單的工作。由于可供選擇的模式眾多,可能的組合方案更是數不勝數,常常導致同一個問題可能有多種解決方案。如果在這些組合方案中加入創新元素,可選的解決方案則會增加更多。因此,設計最終的方案并不是一件容易的事,這一階段也常是許多架構師易于出錯的環節。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

首先,一個常見的錯誤是追求設計出最完美的架構。許多架構師在設計時常常懷有一種技術情結,認為只有設計出一流的架構才能展示他們的技術水平。例如,在設計高可用性方案時,他們可能會偏好使用集群方案而不是主備方案,因為前者更加優越和強大;在高性能方案中,可能會傾向于使用業界領先的技術如淘寶的某種方案。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

然而,根據“適用原則”和“簡單原則”,選擇適合自己業務、團隊和技術能力的方案才是更為理智的選擇。否則,可能會造成資源的浪費,如開發了遠超實際需要的系統,或者設計出的系統根本無法由現有團隊實現。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

第二個常見錯誤是只制定一個方案。許多架構師可能會在心中簡單比較幾個方案,然后選擇一個看似最佳的方案進行深入設計。這種做法存在多個缺點:評估可能過于膚淺,沒有全面考慮,或是由于某個方案的一個缺點就草率地否決了它,而忽略了這可能是綜合最優的選擇。架構師的經驗和知識是有限的,有時候他們的評估標準可能已過時或不適用于新情況,或者某些評估標準本身就是錯誤的。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

因此,架構師應該設計多個備選方案,理想的方案數量是三到五個。少于三個可能由于思考不夠全面,多于五個則可能花費過多時間和精力,且方案間的差異可能不明顯。備選方案應具有較大的差異性,如主備和集群方案的區別,或者不同技術實現主備的差異明顯,如使用ZooKeeper與使用Keepalived。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

最后,第三個錯誤是備選方案過于詳細。一些架構師可能會將備選方案寫得非常詳細,這不僅消耗大量時間和精力,還可能使人過于關注細節而忽視整體設計,從而導致備選方案數量不足或差異不大。正確的方法是在備選階段關注技術選型的顯著差異,而不是深入到技術細節。例如,使用ZooKeeper與Keepalived來實現主備就是一個較大的技術差異,而在使用相同技術的方案中進行細節上的區分,如節點設計的微小變化,這樣的區分在備選階段并不必要,具體的節點設計可以在最終方案中決定。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

方案:wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

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方案概述如下:wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 實施一個分散數據的集群架構,集群內的服務器按組劃分,每組負責存儲特定部分的消息數據。
  • 每個服務器組配置一臺主用 MySQL 和一臺備用 MySQL,組內實現主備數據復制,而組間數據保持獨立不進行同步。
  • 在正常運行時,每組的主服務器負責處理外部的消息寫入和讀取請求,備服務器則不提供服務。若主服務器發生故障,備服務器將接管并提供消息讀取服務。
  • 客戶端使用輪詢策略進行消息的寫入和讀取操作。

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備選方案 3:自主研發存儲系統的集群方案wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

在備選方案 2 的基礎上,我們考慮替換 MySQL 存儲,因為關系型數據庫的特性并不完全符合消息隊列的數據處理需求。借鑒 Kafka 的設計思路,可以自行開發一套專門的文件存儲和復制系統(具體方案細節將在實際設計階段詳細闡述)。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

從高性能消息讀取的單機系統設計來看,由于團隊主要使用 Java,備選方案 2 和 3 均采用了基于 Netty 的高性能網絡庫。這反映了團隊的技術背景對選擇范圍的影響。一般而言,成熟的團隊不易頻繁更換技術棧,而新成立的團隊則更可能嘗試新技術。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

以上簡要介紹了三種備選方案以示范設計流程,實際應用中方案會更為復雜。架構師的技術儲備和經驗越豐富,能夠提供的備選方案就越多,這有助于更有效地制定設計方案。例如,在開源方案中不僅可以選擇 Kafka,還可以考慮 ActiveMQ、RabbitMQ 等;在考慮集群的存儲方案時,除了 MySQL,還可以考慮使用 HBase 或將 Redis 與 MySQL 結合使用;自研的文件系統也可以參考 Kafka、LevelDB 或 HBase 等多種模型。這里由于篇幅限制,不再詳細展開。wjf28資訊網——每日最新資訊28at.com

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