詳解架構設計：核心環(huán)節(jié)與云原生時代的架構模式變遷
更新時間：2025-07-28 11:38:35作者：佚名
架構設計的地位舉足輕重，它是研發(fā)工作的核心所在，同時也是架構師不可或缺的專業(yè)能力。接下來，我將對此進行全方位的詳細闡述。
架構設計
架構設計，指的是在軟件開發(fā)的全過程中，對系統(tǒng)的整體布局、各個組件間的相互作用、模塊的劃分等諸多方面進行精心設計和周密規(guī)劃的活動。
這一流程包括：對系統(tǒng)需求的深入剖析、設計方案的制定、技術路線的選擇、功能模塊的細分、接口規(guī)格的明確、獨立模塊的測試、以及性能的持續(xù)優(yōu)化等多個環(huán)節(jié)。
如下圖所示：
優(yōu)秀的架構設計至關重要，它不僅確保了系統(tǒng)具備出色的可維護性、易于擴展、穩(wěn)定可靠以及高效性能，而且在應用建設過程中占據(jù)著至關重要的地位。
架構設計模式
互聯(lián)網(wǎng)技術的進步推動了軟件架構的演變，從單一架構逐步發(fā)展到分布式架構，再到如今基礎設施的革新，我們正步入云原生時代。
在云原生時代，軟件架構的范疇已不再僅限于單體或分布式模式，而是更加傾向于實現(xiàn)應用程序與云計算環(huán)境的完美融合。
整體上架構設計模式，主要分為如下幾類：
1、單體架構
單體架構，又稱單一架構，是軟件工程領域里一種歷史悠久的設計模式。在這種模式中，整個軟件系統(tǒng)被整合成一個整體架構英語的英文，形成了一個統(tǒng)一且獨立的應用程序。
在單體架構下，所有功能模塊與組件均匯聚于單一代碼庫，且共同部署于一致運行環(huán)境之中。
如下圖所示：
單體架構的布局簡潔明了，非常適合用于小型應用或處于起步階段的項目。
隨著應用規(guī)模的不斷增大以及業(yè)務復雜性的不斷提升，單體架構開始顯現(xiàn)出諸如性能限制、擴展性不佳、高度耦合等種種問題。
當單體架構的局限逐漸暴露，我們往往需要考慮轉(zhuǎn)向分布式架構，或是采納云原生架構來應對這些挑戰(zhàn)。
2、分層架構
分層架構，亦稱作水平分層架構或分層式架構，是軟件領域內(nèi)一種普遍采用的架構模式。
在分層架構中，軟件系統(tǒng)被劃分為多個水平層次（或稱為層）。
各個層級都承擔著獨特的職能與義務，同時，層級間的溝通是單方向的，上級層級能夠調(diào)用下級層級提供的功能。
最常見的就是是四層結構，如下圖所示：
表示層主要承擔著與用戶溝通的職責，負責向用戶展示數(shù)據(jù)信息，并接收用戶的操作指令。這一層涵蓋了用戶界面設計、頁面呈現(xiàn)效果以及用戶輸入信息的處理等多個方面。
應用層，作為系統(tǒng)的核心層級，承擔著實現(xiàn)業(yè)務邏輯與流程的重任，涵蓋了應用程序的核心功能與業(yè)務規(guī)則，并負責協(xié)調(diào)不同子系統(tǒng)間的交流與互動。
領域?qū)樱w了系統(tǒng)的領域模型與業(yè)務實體，主要負責執(zhí)行系統(tǒng)的業(yè)務流程，這一層不僅囊括了系統(tǒng)的關鍵業(yè)務規(guī)則，還包含了數(shù)據(jù)處理的核心邏輯。
數(shù)據(jù)訪問層，即DAL，其主要職責是與數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)進行溝通，涵蓋了諸如對數(shù)據(jù)庫進行讀取和寫入操作、以及數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫之間的映射轉(zhuǎn)換等關鍵功能。
由于各個層級彼此獨立，功能復用變得更為簡便，從而顯著提升了系統(tǒng)的可重用性及開發(fā)效能。
3.事件驅(qū)動架構
事件驅(qū)動架構，簡稱EDA，它是一種軟件設計的模式，在這種模式中，系統(tǒng)內(nèi)各個組成部分通過發(fā)送和接收事件來實現(xiàn)信息的交流和協(xié)作。
事件驅(qū)動的架構模式，依托于事件發(fā)布與訂閱的機制，有效實現(xiàn)了組件間的松散連接，從而使得功能的拓展和系統(tǒng)的升級變得更加簡便易行。
事件驅(qū)動架構通常，包括以下幾個關鍵組件：
分別是:
適用于那些必須實現(xiàn)功能如解耦、異步交互以及實時處理的系統(tǒng)，事件驅(qū)動架構展現(xiàn)其適用性。
尤其適用于那些結構復雜、分布廣泛且對實時性有較高要求的場景，例如大規(guī)模數(shù)據(jù)信息的處理、實時的狀態(tài)監(jiān)控以及分布式系統(tǒng)的整合等方面。
4.MVC架構
MVC架構模式是軟件領域內(nèi)廣泛采用的架構風格，它適用于開發(fā)各種交互性強的應用軟件，比如Web應用以及桌面應用。
MVC架構將應用程序劃分為三個關鍵部分，分別是Model（模型）、View（視圖）以及Controller（控制器）。
如下圖所示：
應用場景：
MVC架構在構建Web應用程序方面得到了廣泛的應用，它已成為眾多流行Web框架和平臺設計理念的核心。
5.微服務架構
微服務架構，它將應用程序拆解為若干獨立的小型服務，這些服務各自獨立運作，且每一項服務都致力于實現(xiàn)某一特定的業(yè)務操作。
如下圖所示:
微服務架構，會涉及到如下組件：
1、服務注冊與發(fā)現(xiàn)（Service Discovery）
服務注冊與發(fā)現(xiàn)組件，其功能在于登記并揭示微服務的具體位置及其實例詳情。
2、API 網(wǎng)關（API Gateway）
API網(wǎng)關充當著接入門戶的角色，它負責接收來自客戶端的請求，并將這些請求正確地導向相應的微服務。
API網(wǎng)關具備處理請求路由、執(zhí)行負載均衡、進行安全認證以及轉(zhuǎn)換請求等能力，同時向客戶端提供一個統(tǒng)一的接入點。
3、負載均衡（Load Balancer）
負載均衡組件主要功能是將客戶端的請求分配至多個服務實例，從而確保請求的均衡負載以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
負載均衡的實現(xiàn)可以采用多種策略來分配請求，例如采用輪詢、隨機分配或根據(jù)權重進行分發(fā)等多種方式。
4、配置中心（Configuration Center）
配置中心承擔著對微服務配置信息的集中式管理職責，這包括但不限于數(shù)據(jù)庫連接設置、服務端口的指定以及日志記錄的級別設定等關鍵信息。
5、服務監(jiān)控與管理
服務監(jiān)控與管理模塊，主要負責對微服務的運行狀況及性能數(shù)據(jù)實施監(jiān)控與調(diào)控，具備搜集服務日志、性能指標及追蹤信息的職能。
6.云架構
云架構，亦稱云計算架構，涉及如何融合各類技術和服務，旨在云環(huán)境中搭建應用程序與系統(tǒng)。
云架構的設計必須綜合考慮，諸如IaaS、PaaS、SaaS等云服務模型。
如下圖所示：
基礎設施即服務，簡稱IaaS。
IaaS平臺供應了基本的計算、存儲和網(wǎng)絡設施貝語網(wǎng)校，用戶得以借助虛擬化手段利用這些設施，自行搭建應用程序及環(huán)境。
PaaS，即平臺即服務，是一種服務模式。
PaaS平臺為應用程序的開發(fā)與部署提供了必要的基礎設施和輔助工具，涵蓋了諸如開發(fā)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、消息傳遞服務以及Web服務器的多種資源。
用戶在PaaS平臺上能夠進行應用程序的開發(fā)、測試以及部署，同時無需關注底層的基礎設施細節(jié)。
3、SaaS，即軟件即服務模式
SaaS模式下的應用程序服務依托于云端，用戶僅需借助互聯(lián)網(wǎng)即可訪問并操作這些應用，整個過程無需進行軟件的安裝、設置或維護。
這類SaaS應用涵蓋諸多領域，諸如電子郵件服務（例如Gmail）、辦公軟件套裝（比如Google Docs、Microsoft Office 365）以及客戶關系管理系統(tǒng)（如Salesforce）等。
總體而言，IaaS、PaaS以及SaaS構成了云計算服務的主要類別，它們各自提供了不同層次的云端服務功能。
架構設計六大原則
架構設計都會涉及到原則，以下是常見的6大設計原則：
1.單一職責原則
每個模塊或組件都應承擔唯一職責，以此確保系統(tǒng)結構清晰、易于把握，并有效降低代碼的復雜性。
2.接口隔離原則
接口隔離法則，這一原則指導我們?nèi)绾芜M行接口的設計，以及如何合理劃分接口，從而使系統(tǒng)在靈活性、可擴展性和維護性方面得到顯著提升。
接口隔離原則的核心思想是：
客戶端不應該強制依賴于，它不需要的接口。
接口設計應簡潔高效，針對客戶端的具體要求進行優(yōu)化，避免冗余功能的提供。
遵循接口隔離原則，能夠有效減少系統(tǒng)組件間的緊密聯(lián)系，從而增強系統(tǒng)的適應性和維護便捷性。
3.依賴倒置原則
依賴倒置原則，簡稱DIP，是面向?qū)ο笤O計領域的一項核心原則。
依賴倒置原則，它指導著如何設計軟件組件之間的依賴關系。
主要會涉及到：
4.里氏替換原則
里氏替換原則規(guī)定，子類對象需能替代父類對象使用，同時確保系統(tǒng)運作的準確性不受影響。
換言之，子類需維持與父類相同的行為特性，并且在其父類得以應用的任何場景中，均能確保以子類實例進行安全替換。
5.開閉原則
開閉原則，這一原則指導我們設計軟件系統(tǒng)，旨在確保系統(tǒng)易于擴展，同時又能有效避免修改。
軟件實體，諸如類、模塊、函數(shù)等，理應接納擴展架構英語的英文，卻應拒絕修改。
換言之，軟件系統(tǒng)的構建需確保即便不對現(xiàn)有代碼進行改動，也能實現(xiàn)功能的拓展。
6.迪米特法則
迪米特法則亦稱作最少了解原則，此原則強調(diào)對象間的交流應力求簡潔，且各對象不宜與不熟悉的對象直接進行信息交換。
以上
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