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《从0开始学架构》读书笔记

2023-07-11 08:35:40   1  举报

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AI智能生成

极客课程《从0开始学架构》的阅读笔记

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大纲/内容

可扩展架构模式

1、基本思想和模式

面向数据流拆分

分层架构：展示层-业务层-数据层-存储层

面向服务拆分

SOA、微服务

面向功能拆分

微内核架构

2、分层架构

分层架构

C/S 架构、B/S 架构

MVC 架构、MVP 架构

逻辑分层架构：J2EE架构

SOA

服务、ESB、松耦合

3、微服务架构

和SOA的比较

需要注意的一些问题

微服务实践方法

1、拆分方法

2、基础设施

4、微内核

设计关键点：插件管理、插件连接、插件通信

架构模板

1、存储层

SQL

NOSQL

小文件存储

大文件存储

2、开发层技术

开发框架

Java 相关的开发框架 SSH、SpringMVC、Play，Ruby 的 Ruby on Rails，PHP 的 ThinkPHP，Python 的 Django 等

Web 服务器

Java 的有 Tomcat、JBoss、Resin 等，PHP/Python 的用 Nginx

容器

Docker

3、服务层技术

1. 配置中心

集中管理各个系统的配置

2、服务中心

解决上面提到的跨系统依赖的“配置”和“调度”问题

3、消息队列

4、网络层技术

1、负载均衡：将请求均衡地分配到多个系统上

DNS

Nginx 、LVS 、F5

2、CDN

将内容换存在离用户最近的地方

3、多机房

核心：如何处理时延带来的影响

5、用户层和业务层技术

用户层

用户管理

单点登录 SSO

授权登录 OAuth 2.0 协议

消息推送

消息推送根据不同的途径，分为短信、邮件、站内信、App 推送

存储云、图片云

业务层

随着复杂度越高，需要进行系统拆分

6、平台技术

运维平台

运维平台核心的职责分为四大块：配置、部署、监控、应急

测试平台

单元测试、集成测试、接口测试、性能测试等

数据平台

数据管理、数据分析和数据应用

管理平台

核心是权限管理

权限管理主要分为两部分：身份认证、权限控制

架构重构

待完成

基础架构

架构复杂度

复杂来源1:高性能

单机内部为了高性能带来的复杂（如多进程、多线程）

集群复杂：主要包括任务分配和任务拆分带来的复杂度

高性能增加机器目的在于“扩展”处理性能；高可用增加机器目的在于“冗余”处理单元。

复杂来源2:高可用

业务高可用分为：存储高可用+计算高可用

高可用状态决策1、独裁式 2、协商式 3、民主式

复杂来源3:可扩展

复杂来源4:低成本、安全、规模

低成本：服务器等的数量

安全：网络攻击

规模：功能规模的扩大，数据的扩大

架构设计原则

合适优于业界领先、简单优于复杂、演化优于一步到位

架构设计流程

1、设别复杂度

根据业务场景，识别在以上四个复杂度上的大致需求

2、设计备选方案

在架构设计时，备选方案可以大致提供

3、架构评估和选择

根据业务需求，按照优先级来选择

4、详细方案设计

其余

高性能架构模式

1、高性能数据库集群：读写分离

主从复制延迟

分配机制

2、高性能数据库集群：分库分表

业务分库

垂直分表

水平分表

3、高性能NoSQL

K-V 存储：解决关系数据库无法存储数据结构的问题，以 Redis 为代表

文档数据库：解决关系数据库强 schema 约束的问题，以 MongoDB 为代表

列式数据库：解决关系数据库大数据场景下的 I/O 问题，以 HBase 为代表

全文搜索引擎：解决关系数据库的全文搜索性能问题，以 Elasticsearch 为代表

4、高性能缓存架构

缓存穿透

缓存雪崩

缓存热点

5、单服务器高性能模式

操作系统的 I/O 模型及进程模型

Socket原理

PPC:每次有新的连接就新建一个进程去专门处理这个连接的请求

TPC：每次有新的连接就新建一个线程去专门处理这个连接的请求

Reactor：I/O 多路复用结合线程池，解决了 PPC 和 TPC 的问题

单 Reactor 单进程 

redis

单 Reactor 多线程

多 Reactor 多进程

Nginx

多 Reactor 多线程

Memcache 和 Netty

Proactor 异步网络模型 

6、高性能负载均衡：分类及架构

DNS 负载均衡

硬件负载均衡

和软件负载均衡的区别

软件负载均衡

Nginx:软件的 7 层负载均衡

LVS:Linux 内核的 4 层负载均衡

负载均衡组合的基本原则

7、高性能负载均衡：算法

任务平分类

轮询

加权轮询

负载均衡类

负载最低优先

性能最优类

先将任务分配给处理速度最快的服务器

Hash类

根据任务中的某些关键信息进行 Hash 运算，将相同 Hash 值的请求分配到同一台服务器上

高可用架构模式

1、CAP理论

概念：想象两个节点分处分区两侧。允许至少一个节点更新状态会导致数据不一致，即丧失了C性质。如果为了保证数据一致性，将分区一侧的节点设置为不可用，那么又丧失了A性质。除非两个节点可以互相通信，才能既保证C又保证A，这又会导致丧失P性质

ACID

BASE : CAP 理论中 AP 方案的延伸

2、FMEA:故障分析与影响分析方法

3、高可用存储架构：双机架构

主备复制：备机只是备份数据，不负责读写

主从复制：主机负责读&写，从机进行读操作

双机切换

关键：主备间状态判断、切换决策、数据冲突解决办法

1、互连式：主备之间通过通过进行状态传递

2、中介式：主、备都将状态给中介

MongoDB 的 Replica Set

3、模拟式：备机模拟客户端，向主机发送请求获取状态

主主复制：两台机器都是主机，互相将数据复制给对方，客户端可以任意挑选其中一台机器进行读写操作

4、高可用存储架构：集群和分区

1、数据集群

数据集中集群：1 主多备或者 1 主多从，数据只能往主机写

数据分散集群：每台服务器都会负责存储一部分数据，提供读写

2、数据分区

5、高可用计算架构

主备：主机负责计算，备机不计算

主从：主机和从机计算不同的任务

集群

对称集群

非对称集群

6、业务高可用：异地多活架构

28-30

7、应对接口级的故障

核心思想：优先保证核心业务和优先保证绝大部分用户

1、降级

系统将某些业务或者接口的功能降低，可以是只提供部分功能，也可以是完全停掉所有功能

2、熔断

降级的目的是应对系统自身的故障，而熔断的目的是应对依赖的外部系统故障的情况

3、限流

限流指只允许系统能够承受的访问量进来，超出系统访问能力的请求将被丢弃

基于请求限流

基于资源限流

4、排队

案例

设计一个整点限量秒杀系统，包括登录、抢购、支付（依赖支付宝）等功能，你会如何设计接口级的故障应对手段

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