常見web架構設計

   先來說說模式：
   每一個模式描述了一個在我們周圍不斷重復發(fā)生的問題及該問題解決方案的核心。這樣，你就能一次又一次地用該方案而不必做重復工作。
    先來說說常見的網站架構模式。這里沒有涉及具體實現過程，只是簡單介紹其思想和原理，方便日后有用到再深入了解。
分層
分層是企業(yè)應用系統(tǒng)中最常見的一種架構模式，將系統(tǒng)在橫向維度上切分成幾個部分，每個部分負責一部分相對比較單一的職責，然后通過上層對下層的依賴和調用組成一個完整的系統(tǒng)。

分層	功能
應用層	負責具體業(yè)務和視圖展示，如網站首頁以及搜索輸入和結果展示
服務層	為應用層提供服務支持，如用戶管理服務，購物車服務
數據層	提供數據存儲訪問服務，如數據庫、緩存、文件、搜索引擎等

    分層架構還可以細分下去，比如說應用層可以細分為視圖層和業(yè)務邏輯層。服務層可以細分為數據接口層和邏輯處理層。
    分層結構對網站支持高并發(fā)向分布式發(fā)展至關重要，所以在網站規(guī)模很小的時候就應該采用分層的架構，這樣將來網站做大時才能有更好地應對。
   所以說我們在設計一個新項目的架構時，就需要考慮到分層。不能等到日后項目做大了，再重構就耗時耗力了。
分割
   上面的分層是將軟件在橫向方面進行切分，而分割是在縱向方面對軟件進行切分。將不同的功能和服務分割開來，包裝成高內聚低耦合的模塊單元。
   比如在應用層，將購物、論壇、搜索、廣告分割成不同的應用，由獨立的團隊負責，部署在不同的服務器上；
在同一個應用內部，如果規(guī)模龐大業(yè)務負責，會繼續(xù)進行分割，比如說購物業(yè)務，可以分割為機票酒店業(yè)務、3C業(yè)務、小商品業(yè)務等更細小的粒度。

分布式
   對于大型網站，分層和分割的主要目的是為了切分后的模塊便于分布式部署。
   利用分布式解決網站高并發(fā)的問題的同時，會帶來其他問題：
   分布式意味著服務調用必須通過網絡，這可能對性能造成比較嚴重的影響；
o        服務器越多，服務器宕機的概率就越大；
o        數據的一致性問題，分布式事務難以保證；
o        開發(fā)管理維護困難。
   所以說要量力而行，不要為了分布式而分布式。
   常用的分布式方案有以下幾種：
o        分布式應用和服務：將分層和分割后的應用和服務模塊分布式部署，使不同應用復用共同的服務，便于業(yè)務功能擴展。
o        分布式靜態(tài)資源：網站的靜態(tài)資源如js、css、圖片等獨立分布式部署，并采用獨立的域名。減輕應用服務器的負載壓力，并通過獨立    域名加快瀏覽器并發(fā)加載速度。
o        分布式數據和存儲：數據量過大，一臺機器無法存儲。
o        分布式計算：后臺業(yè)務需要處理，包括搜索引擎的索引構建、數據倉庫的數據分析統(tǒng)計。通過Hadoop及MapReduce分布式計算框架  進行批處理計算

集群
   使用分布式已經將切分后的模塊獨立部署，但是對于用戶訪問集中的模塊，還需要將獨立部署的服務器集群化，多臺服務器部署相同應用構 成一個集群，通過負載均衡設備共同對外提供服務。
   即使是訪問量很小的分布式應用和服務，也會部署兩臺服務器構成一個小的集群，目的就是提高系統(tǒng)的可用性。

緩存
    緩存是改善軟件性能的第一手段。有以下幾種方式：
o        CDN：內容分發(fā)網絡，部署在距離終端用戶最近的網絡服務商，在這里緩存網站的一些靜態(tài)資源，就可以以最快的速度返回給用戶。
o        反向代理：反向代理屬于網站前端架構的一部分，部署在網站的前端，當用戶請求到達網站的數據中心時，最先訪問反向代理服務器，這里緩存網站的靜態(tài)資源。
o        本地緩存：在應用服務器本地緩存著熱點數據，應用程序可以在本機內存中直接訪問數據，而無需訪問數據庫。
o        分布式緩存：數據量很大時，除了本地緩存，還需要分布式緩存，將數據緩存在一個專門的分布式緩存集群中，應用程序通過網絡通

信訪問緩存數據
    緩存有兩個前提條件，
    一是數據訪問熱點不均衡，某些數據會被更頻繁的訪問，這些數據應該放在緩存中；
    二是數據在某個數據段內有效，不會很快過期，否則緩存的數據就會因為已經失效而產生臟讀，影響結果的正確性。

異步
   系統(tǒng)解除耦合的重要手段是異步，業(yè)務之間的消息傳遞不是同步調用，而是將一個業(yè)務操作分成多個階段，每個階段之間通過共享數據的方式異步執(zhí)行進行協(xié)作。
   在單一服務器內部可以通過多線程共享內存隊列的方式實現異步，處在業(yè)務操作前面的線程將輸出寫入到隊列，后面的線程從隊列中讀取數據進行處理；
   在分布式系統(tǒng)中，多個服務器集群通過分布式消息隊列實現異步，分布式消息隊列可以看作內存隊列的分布式部署。

冗余
   要保證在服務器宕機的情況下網站依然可以繼續(xù)服務，不丟失數據，就需要一定程度的服務器冗余運行，數據冗余備份。
   數據庫除了定期備份，存檔保存，實現冷備份外，還需要進行主從分離，實時同步實現熱備份。

自動化
   發(fā)布對網站是頭等大事，發(fā)布過程自動化可以有效減少故障。自動化測試，自動化安全監(jiān)測，自動化部署。自動化監(jiān)控，自動化報警，自動化失效轉移，自動化失效恢復。

作者：黑馬程序員人工智能+Python培訓學院

首發(fā)：http://python.itheima.com/