web網(wǎng)站的可擴(kuò)性展架構(gòu)是什么

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擴(kuò)展性(Extensibility) - 指對現(xiàn)有系統(tǒng)影響最小的情況下,系統(tǒng)功能可持續(xù)擴(kuò)展或提升的能力。表現(xiàn)在系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施穩(wěn)定不需要經(jīng)常變更,應(yīng)用之間較少依賴和耦合,對需求變更可以敏捷響應(yīng)。它是系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計層面的開閉原則(對擴(kuò)展開放、對修改關(guān)閉),架構(gòu)設(shè)計考慮未來功能擴(kuò)展,當(dāng)系統(tǒng)增加新功能時,不需要對現(xiàn)有系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和代碼進(jìn)行修改。

伸縮性(Scalability) - 指系統(tǒng)能夠通過增加減少自身資源規(guī)模的方式增減自己計算處理事務(wù)的能力。如果這種增減是成比例的,就被稱作線性伸縮性。在網(wǎng)站架構(gòu)中 ,通常指利用集群的方式增加服務(wù)器數(shù)量、提高系統(tǒng)的整體事務(wù)吞吐能力。

1. 構(gòu)建可擴(kuò)展的網(wǎng)站架構(gòu)

低耦合的系統(tǒng)更容易擴(kuò)展、復(fù)用。

設(shè)計網(wǎng)站可擴(kuò)展架構(gòu)的核心思想是模塊化,并在此基礎(chǔ)上,降低模塊間的耦合性,提高模塊的復(fù)用性。

分層和分割不僅可以進(jìn)行架構(gòu)伸縮,也是模塊化設(shè)計的重要手段,利用分層和分割的方式將軟件分割為若干個低耦合的獨立的組件模塊,這些組件模塊以消息傳遞及依賴調(diào)用的方式聚合成一個完整的系統(tǒng)。

在大型網(wǎng)站中,這些模塊通過分布式部署的方式,獨立的模塊部署在獨立的服務(wù)器上,從物理上分離模塊間的耦合關(guān)系,進(jìn)一步降低耦合性提高復(fù)用性。

2. 利用分布式消息隊列降低系統(tǒng)耦合性

2.1. 事件驅(qū)動架構(gòu)

事件驅(qū)動架構(gòu)通過在低耦合的模塊間傳輸事件消息,以保持模塊的松散耦合,并借助事件消息的通信完成模塊間合作。典型的事件驅(qū)動架構(gòu)就是操作系統(tǒng)中常見的生產(chǎn)者消費者模式。在大型網(wǎng)站中,最常見的實現(xiàn)手段就是分布式消息隊列。

2.2. 分布式消息隊列

消息生產(chǎn)者應(yīng)用程序通過遠(yuǎn)程訪問接口將消息推送給消息隊列服務(wù)器,消息隊列服務(wù)器將消息寫入本地內(nèi)存隊列后立即返回成功響應(yīng)給消息生產(chǎn)者。消息隊列服務(wù)器根據(jù)消息訂閱列表查找訂閱該消息的消息消費者應(yīng)用程序,將消息隊列中的消息按照先進(jìn)先出(FIFO)的原則將消息通過遠(yuǎn)程通信接口發(fā)送給消息消費者程序。

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在伸縮性方面,由于消息隊列服務(wù)器上的數(shù)據(jù)可以看作是即時處理的,因此類似于無狀態(tài)的服務(wù)器,伸縮性設(shè)計比較簡單。將新服務(wù)器加入分布式消息隊列集群中,通知生產(chǎn)者服務(wù)器更改消息隊列服務(wù)器列表即可。

在可用性方面,為了避免消費者進(jìn)程處理緩慢,分布式消息隊列服務(wù)器內(nèi)存空間不足造成的問題,如果內(nèi)存隊列已滿,會將消息寫入磁盤,消息推送模塊在將內(nèi)存隊列消息處理完成以后,將磁盤內(nèi)容加載到內(nèi)存隊列繼續(xù)處理。

3. 利用分布式服務(wù)打造可復(fù)用的業(yè)務(wù)平臺

分布式服務(wù)則通過接口分解系統(tǒng)耦合性,不同子系統(tǒng)通過相同的接口描述進(jìn)行服務(wù)調(diào)用。

大型網(wǎng)站分布式服務(wù)的需求與特點:

  • 負(fù)載均衡

  • 失效轉(zhuǎn)移

  • 高效的遠(yuǎn)程通信

  • 整合異構(gòu)系統(tǒng)

  • 對應(yīng)用最少侵入

  • 版本管理

  • 實時監(jiān)控

4. 可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為了保證關(guān)系運(yùn)算的正確性,在設(shè)計數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)的時候,就需要指定表的 schema ——字段名稱,數(shù)據(jù)類型等,并要遵循特定的設(shè)計范式。這些規(guī)范帶來一個問題:難以面對需求變更帶來的挑戰(zhàn),所以有人通過預(yù)先設(shè)計一些冗余字段來應(yīng)對。

許多 NOSQL 數(shù)據(jù)庫使用 ColumnFamily 設(shè)計來設(shè)計可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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