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1、软件架构设计： 属性、原则和实践,伍活欣 ,一个人一篇论文,Roy Thomas Fielding博士 架构风格与基于网络的软件架构设计。 Fielding博士是HTTP和URI等Web架构标准的主要设计者。也是Apache服务器的主要开发者。 定义和提出Restful架构风格。,什么是架构,对系统运行时元素的抽象.,关于抽象,抽象原则是架构设计的核心原则,Client,Cache,Proxy,Source,什么是架构风格,一组应用在设计上的约束,架构属性,性能 -Performance 可伸缩性 -Scalability 简单性 -Simplicity 可修改性 -Modifiability
2、 可见性 -Visibility 可移植性 -Portability 可靠性 -Reliability,运维友好性 Operations-friendly 安全性 -Security,架构属性,性能 Performance,性能,网络性能 Network Performance 吞吐量 throughput (TPS) 用户可察觉的性能 User-perceived Performance 延迟 latency 完成时间 completion 网络效率 Network Efficiency 网络交互频率和效率,案例1,点击加载更多,性能首先取决于应用的需求，然后是所选择的交互风格， 然后是实现
3、的架构，最后是每个组件的实现。,案例2,小明要给客人沏茶，需要多长时间？,用并行代替串行,案例3,论坛图片加载：点击数更新、个人积分更新、个人列表更新等等 推荐列表的获取（同时需考虑SEO的需要）,用异步代替同步,AMI,AMD,案例4,分流轻事务和重事务,排队请取号：,现金业务,非现金业务,公积金业务,案例5,减少稀缺资源的占用和占用时间,启用Nginx传输压缩，降低下行带宽占用； 启用独立的静态资源域名，降低上行带宽占用； 一段相册的老代码： Connection cnn = DbService.getConnection(); 存储原图； 制作大中小图； statement.exec(s
4、ql); cnn.close();,案例6,尽量重用高成本资源,数据库连接池； 采用长连接； SPDY协议对TCP连接的复用； JVM对域名解析结果的缓存；,案例7,尽量用内存操作代替磁盘和网络操作,各种层级的缓存策略； 合并多个点击数更新请求再更新到DB ； MQ驱动合并多个消息异步发送；,案例8,尽量减少网络交互次数,就近访问：CDN、浏览器缓存、本地缓存； 中央配置本地缓存； 批量提交； 压缩传输；,原则回顾,性能优化应首先考虑需求的优化和交互的优化 用并行代替串行 用异步代替同步 分流轻事务和重事务 减少稀缺资源的占用和占用时间 尽量重用高成本资源 尽量用内存操作代替磁盘和网络操作 尽
5、量减少网络交互次数,架构属性,可伸缩性 Scalability,可伸缩性,架构支持大量组件或大量组件之间交互的能力,弹性,案例9,取模和一致性哈希的震荡率对比测试 Node Increment：1，Sample Size：10W，Key：UUID，Hash：Ketama,可伸缩性,简化组件 分布式集群 用规则代替映射 选用弹性好的路由算法 善用负载均衡和代理 配置弱中心化 实现运维自动化：DNS自助、LB自助、VM自助、运行环境构建、代码部署、监控,架构属性,简单性 Simplicity,简单性,分离关注点原则 -分层设计 -面向接口而不是实现 -分离对象的使用和创建 IOC -分离应用的业务
6、逻辑与系统级服务 AOP 通用性原则 可理解性,架构属性,可修改性 Modifiability,可修改性,可进化性 Evolvability 纵向升级 可扩展性 Extensibility 横向扩展，添加新能力 可定制性 Customizability 临时性提供非常规服务的能力 可配置性 Configurability 部署后对组件修改的能力 可重用性 Reusability 架构元素被其他应用重用的能力,静态,动态,可修改性,版本化一切：接口版本、协议版本、序列化版本、消息版本等等 微内核+插件化 表达式支持、按需脚本和自定义实现 预留Hook和扩展点 配置文件、配置接口、控制台响应 细粒
7、度切割然后组合成粗粒度 解耦合和遵循公共规范，如OSGI、JSON-RPC等,架构属性,可见性 Visibility,可见性,可调式、可仲裁、可监控、可测试的能力,案例10,Memcached中存储 序列化的Java对象 VS BSON VS JSON； RPC序列化对象采用 Hessian2二进制 VS JSON； RPC协议采用HTTP VS ICE； 遵循Restful风格的Http请求 VS 普通Http请求； 启发式控制器 VS 简单规则控制器；,为了创造非常复杂的事物，放弃一定的控制和可见性是必要的,可见性,使用可读性强的消息体和协议； 使用行业支持性广的规范和协议； 在设计之初就
8、预留监控口、健康检查口和调试口； 在关键业务逻辑预留Info或Debug级别日志信息； 日志级别可动态调整，范围可控； 支持运行时的人机交互； 支持运行时按需监控和调试；,架构属性,可移植性 Portability,可移植性,遵循规范； 避免使用一些运行环境专有的特性； 尽量避免本地依赖； 使用虚拟机机制，如JVM； 还是抽象；,架构属性,可靠性 Reliability,可靠性,可用性 Availability,健壮性 Robustness,案例11,案例12,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,5,1,1,1,2,2,2,3,3,3,4,4,4,5,5,两种不同的一致性哈希实现,可靠性,
9、为每个服务制定SLA，实时度量并及时报警； 功能可降级可开关； 区分主体功能和装饰功能，装饰功能可异步可降级可关闭； 为每一级入口添加分流、限流和配额控制器； 避免单点，增加冗余； 多活； 做好充分的故障预期；,可靠性,充分验证的故障响应机制，如Failover、Failfast、Failback、Failsafe； 去中心化或弱中心化； 考虑部署隔离，甚至物理隔离； 同城多机房，异地备份； 制定备份策略，冷备、热备、增量、全量、异地、多介质； 充分考虑人机交换的办公障碍；,架构属性,运维友好性 Operations-friendly,运维友好性,Fault recovery； Quick s
10、ervice health check； Allow emergency human intervention； Redundancy，avoid single points of failure; Keep deploy simple; Support single server deployment;,以下内容摘录自： James Hamilton：On Designing and Deploying Internet-Scale Services,运维友好性,Use performance counters for all operations Audit all operations;
11、 Track all fault tolerance mechanisms; Support a “big red switch”; Control admission; Ramp up support；,运维友好性,Record all significant actions; Make all reported errors actionable; Give enough information to diagnose； Chain of evidence;,架构属性,安全性 Security,引用说明,Roy Thomas Fielding：架构风格与基于网络的软件架构设计 James Hamilton：On Designing and Deploying Internet-Scale Services,谢谢！,
