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軟件架構(gòu)是架構(gòu)師進(jìn)階的必備技能，而且阿里等大廠面試都會重點考察你的架構(gòu)能力，本篇我就全面來給大家詳解軟件架構(gòu)@

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軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)是一個隱喻，類似于建筑物的架構(gòu)，建筑學(xué)研究建筑的規(guī)劃、設(shè)計和實施，而軟件架構(gòu)則是研究軟件的規(guī)劃、設(shè)計和實施。

軟件架構(gòu)貫穿系統(tǒng)實現(xiàn)的整個過程，軟件架構(gòu)就是軟件的基本結(jié)構(gòu)，是軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的主要參考，是軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的藍(lán)圖。

為什么要學(xué)習(xí)軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)的設(shè)計顯得尤其重要，系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計通過以下方式來解決上面的軟件難題：

1.抽象系統(tǒng)

抽象是將復(fù)雜的概念簡單化，在最高層次上，將軟件系統(tǒng)抽象為對象和過程，使具象的事物概念化，易于理解，易于交流。

對象可以是系統(tǒng)、組件、接口、類、方法等等不同層次的概念，過程是系統(tǒng)運(yùn)行的方式和流程。

2.復(fù)雜性

軟件可以說是人類創(chuàng)造的最復(fù)雜的系統(tǒng)類，軟件的各個模塊之間有各種顯性或隱性的依賴關(guān)系，隨著系統(tǒng)的成長和模塊的增多，這些關(guān)系的數(shù)量往往以幾何級數(shù)的速度增長。

特別是現(xiàn)在流行的微服務(wù)架構(gòu)，更需要解決服務(wù)之間的依賴性，所以，這個時候我們需要從更高的架構(gòu)視角來解決以上這些問題。

軟件架構(gòu)的本質(zhì)就是要管理復(fù)雜性。

3.交流性

軟件架構(gòu)會形成一套：設(shè)計文檔，描述說明，流程圖，架構(gòu)圖，這些會讓復(fù)雜的軟件系統(tǒng)以更易于理解和易于交流的方式展示。

有哪些軟件架構(gòu)

架構(gòu)模式雖多，但常用的也就那么幾種。

1.分層架構(gòu)

分層架構(gòu)，英文名layered ，是最常見的軟件架構(gòu)，也是事實上的軟件標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。

分層架構(gòu)將軟件分成若干個水平層，每一層都有清晰的角色和分工，層與層之間通過接口通信。

分層架構(gòu)，最常見的就是是四層結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

第一層：表現(xiàn)層：負(fù)責(zé)用戶界面；

第二層：業(yè)務(wù)層：負(fù)責(zé)實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯；

第三層：持久層：負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)，比如：SQL 語句就放在這一層；

第四層：數(shù)據(jù)庫：負(fù)責(zé)保存數(shù)據(jù)，持久化重要的數(shù)據(jù)；

分層架構(gòu)的優(yōu)點

1）分工明確

不同技能的程序員可以分工，負(fù)責(zé)不同的層，天然適合大多數(shù)軟件公司的組織架構(gòu)。

2）降解系統(tǒng)復(fù)雜度

分層的核心目的還是為了降解系統(tǒng)復(fù)雜度，提高系統(tǒng)的健壯性和可維護(hù)性，這也就是為什么需要分層的原因。

分層架構(gòu)的缺點

每一層都可以獨(dú)立測試，其他層的接口通過模擬解決然而分層架構(gòu)固然很好，但前提是分層合理。

擴(kuò)展性差，增加需求必須依次擴(kuò)展每一層，由于每一層內(nèi)部是耦合的，擴(kuò)展會很困難。

2.事件驅(qū)動架構(gòu)

事件驅(qū)動架構(gòu)，英文名Event Driven ，是一個流行的分布式異步架構(gòu)模式，可以用來設(shè)計規(guī)模很大的應(yīng)用程序。

事件驅(qū)動架構(gòu)是一種基于發(fā)布/訂閱模式的消息異步通信的架構(gòu)，你可以把它理解為架構(gòu)層面的觀察者模式。

事件驅(qū)動架構(gòu)

通常，架構(gòu)主要包含4種組件，如下圖所示：

1）事件隊列（event queue）

負(fù)責(zé)：接收事件的入口。

2）分發(fā)器（event ）

負(fù)責(zé)：將不同的事件分發(fā)到不同的業(yè)務(wù)邏輯單元。

是一個事件中樞處理單元，知道事件的處理流程，但不執(zhí)行具體的事件業(yè)務(wù)處理邏輯，根據(jù)事件的特征對初始事件進(jìn)行拆分編排為處理事件并進(jìn)行分發(fā)。

3）事件通道（event channel）

負(fù)責(zé)：分發(fā)器與處理器之間的聯(lián)系渠道。

是一組各自獨(dú)立的組件，彼此之間沒有依賴，自包含，不依賴于其他 的處理結(jié)果。

4）事件處理器（event ）

負(fù)責(zé)：實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，處理完成后會發(fā)出事件，觸發(fā)下一步操作。

事件驅(qū)動架構(gòu)工作流程

第一步：客戶端發(fā)送一個事件到事件隊列event queues中，它用來將事件傳送給event ；

第二步：Event 收到初始的事件后，會發(fā)送額外的一些異步事件給event 來執(zhí)行處理的每個步驟；

第三步：Event 既可以是消息隊列，也可以是消息topic，大部分是消息topic，這樣可以由多個消息處理器(event )處理同一個消息。

第四步：Event 監(jiān)聽event ,接收事件并處理一些業(yè)務(wù)邏輯。

事件驅(qū)動架構(gòu)應(yīng)用場景

典型的場景：比如在交易系統(tǒng)中，每個請求流程必須經(jīng)過特定的步驟，如驗證、訂單、配送，以及通知買家等。

3.MVC架構(gòu)

MVC架構(gòu)是軟件工程中的一種軟件架構(gòu)模式，它把軟件系統(tǒng)分為三個基本的部分。

分別為：

主要為以上三大部分組成，如下圖所示：

1.模型(Model)

模型封裝了數(shù)據(jù)及對數(shù)據(jù)的操作，可以直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。

簡要的講：就是一個或多個對象，用于存儲數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯。

2.視圖(View)

視圖負(fù)責(zé)展示，沒有具體的程序邏輯，比如：一個JSP頁面想控制器提交數(shù)據(jù)和為模型提供數(shù)據(jù)顯示，JSP頁面主要使用HTML標(biāo)記和標(biāo)記來顯示數(shù)據(jù)。

3.控制器()

控制器用于控制程序的流程，將模型中的數(shù)據(jù)展示到視圖中。

比如：Servlet對象根據(jù)視圖提交的請求進(jìn)行控制，即將請求轉(zhuǎn)發(fā)給業(yè)務(wù)邏輯的，并將處理記過存放到實體模型中，輸出給視圖顯示。

MVC架構(gòu)優(yōu)點

1）多個視圖共享一個模型，大大提高代碼的可重用性；

2）三個模塊相互獨(dú)立，改變其中一個不會影響其他兩，所以依據(jù)這種設(shè)計模式，能構(gòu)建良好的松耦合性的組件；

3）控制器提高了應(yīng)用程序的靈活性和可控制性：控制器可以用來連接不同的模型和視圖去完成用戶的需求，這樣控制器可以為構(gòu)造應(yīng)用程序提高強(qiáng)有力的手段。

MVC架構(gòu)缺點

1）增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)的復(fù)雜性

對于簡單頁面，嚴(yán)格遵循mvc，會增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

2）視圖與控制器過于緊密的連接

視圖與控制器是相互分離，但確實聯(lián)系緊密的部件，視圖沒有控制器的存在，其應(yīng)用是很有限的。

3）視圖對模型數(shù)據(jù)的低效率訪問

依據(jù)模型操作接口的不同，視圖可能需要多次調(diào)用才能獲得足夠的顯示數(shù)據(jù)，對未變化數(shù)據(jù)的不必要的頻繁訪問，也將損害操作性能。

4.微服務(wù)架構(gòu)

最早一個系統(tǒng)業(yè)務(wù)量很小的時候，大部分Web工程的Java應(yīng)用程序，打包為War包部署在一臺服務(wù)器上。

比如：你正在構(gòu)建一個在線商店系統(tǒng)，包含功能：用戶、商品、下訂單等功能，整體架構(gòu)如下圖所示：

隨著業(yè)務(wù)訪問量越來越大，單體應(yīng)用就會出現(xiàn)巨大的瓶頸。

比如：

所以后期就會出現(xiàn)，按照業(yè)務(wù)為單位進(jìn)行拆分，出現(xiàn)的微服務(wù)架構(gòu)。

微服務(wù)優(yōu)點

微服務(wù)缺點

5.云架構(gòu)

云架構(gòu)，英文名cloud ，是指各項技術(shù)如何整合在一起以創(chuàng)建云，云是指能夠抽象、匯集和共享整個網(wǎng)絡(luò)中的可擴(kuò)展資源的 IT 環(huán)境。

云被視為平臺即服務(wù)（Pass），因為云提供商為用戶提供了平臺以及底層IT基礎(chǔ)架構(gòu)。

云架構(gòu)主要解決擴(kuò)展性和并發(fā)的問題，是最容易擴(kuò)展的架構(gòu)。

這個模式主要分成兩部分：

虛擬中間件又包含四個組件：

消息中間件（ Grid）：管理用戶請求和session，當(dāng)一個請求進(jìn)來以后，決定分配給哪一個處理單元；

數(shù)據(jù)中間件（Data Grid）：將數(shù)據(jù)復(fù)制到每一個處理單元，即數(shù)據(jù)同步。保證某個處理單元都得到同樣的數(shù)據(jù)；

處理中間件（ Grid）：如果一個請求涉及不同類型的處理單元，該中間件負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)處理單元；

部署中間件（ Manager）：負(fù)責(zé)處理單元的啟動和關(guān)閉，監(jiān)控負(fù)載和響應(yīng)時間，當(dāng)負(fù)載增加，就新啟動處理單元，負(fù)載減少，就關(guān)閉處理單

云架構(gòu)的優(yōu)點：

高負(fù)載，高擴(kuò)展，動態(tài)部署。

云架構(gòu)的缺點

1)實現(xiàn)復(fù)雜，成本較高；

2)數(shù)據(jù)隱私問題：由于隱私問題，一些法律法規(guī)以及一些公司政策不允許將數(shù)據(jù)存儲在云環(huán)境中。

3)嚴(yán)重依賴互聯(lián)網(wǎng)連接：通常云服務(wù)是通過互聯(lián)網(wǎng)提供的，如果您處于互聯(lián)網(wǎng)連接較差的地區(qū)，或者更糟糕的是，根本沒有互聯(lián)網(wǎng)，這可能是一個問題。

以上

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