网页APP架构介绍

Posted 2021-01-21 彦柏

一、简介

本文是将这几年在web编程的学习经历，从一开始的LAMP到java web、Django，我都练习着自己搭建，也有参与开发百万用户级别的手机APP，本文是试着将目前网页和APP的整体架构做一些简单的介绍，对细节有兴趣深入了解的推荐可以看《大型网站技术架构：核心原理与案例分析》、《大型网站系统与Java中间件实践》这两本书。

 

二、架构介绍

上图是一个非常简单的架构，现在的架构比这个复杂非常多，先讲一下基本交互，这边先省略一些中间件，当我们在博客园的web页面点选某篇文章，假如这篇文章我们之前没浏览过，这个时候浏览器会将请求传送到博客园的服务器，请求首先会先来到网关，网关判断请求类型是要读取网页，就会将请求转到读取页面的模块，读取页面模块再根据用户想看的页面在数据库里找寻，并回传给用户，这样就完成了一个简单的交互，下面针对各部分再一一说明

1、前端（web、APP、桌面客户端）：

一般来说，前端就是指我们可以看到的界面，像是现在在浏览的网页，还有手机里面的APP，图片，视频，这些都是称为前端，前端主要的功能是要和人做交互，做输入输出，一般来说web前端使用了html、CSS、javascript这三种语言，如果要看一个网页的前端语言只需要在浏览器按右键点“检查”就可以看到了，而现在主要的前端都会利用像是bootstrap、JQuery这些框架来编写，以提高效率。

2、网关：

网关类似公司的前台和办事柜台，功能很多，主要有用户鉴权（检查用户账号密码，判断是否为正常用户）、负载均衡（分散流量，避免过度拥挤）、路由和监控（通常需要和中间件一起完成一系列的工作）。以上只是比较常见的功能，网关会根据需求被赋予多种的功能。一般对外接口也是由网关负责。

3、模块：

在现在微服务架构又称这些模块为“服务”，早期LAMP架构是所有的功能都挤在一起，没有分模块，随着现在互联网功能越来越复杂，为了日后的修改与扩展方便，便将这些“功能”拆分，现在的软件都是基于低耦合高内聚的原则去设计各个模块，方便日后迭代，每个模块都具有不同的功能，一般以“接口”的形式提供他们的服务，比如说用户服务的模块，就是可以对用户数据库进行增删改，接口不仅可以提供给自己，也可以提供给外部的软件使用，使用方法会写在“接口协议”或是“API文档”上，一般是用HTTP协议，POST方式调研，JSON格式返回，里面还会写到鉴权方式，请求格式和返回格式，这些就是模块与模块互相交互的方式。

4、数据库：

顾名思义，数据库就是数据储存的地方，一般来说数据库可以分为关系行数据库（RMDBS）和非关系数据库，关系型数据库就像EXEL表一样，有行有列，每一列都有相对于的名称，比如说员工资料库就是一种关系型数据库，如下图，一般是用SQL语言来对数据库做增删改

非关系型数据库NoSQL，比较常见的是KV型（一个Key对应一个Value）还有文档型数据库

5、举例：

假设今天有位新员工小美入职，职位是财务，首先我要在前端输入员工信息，前端会将这些信息带到网关，网关收到是要新增员工的请求，便将请求转发到“员工管理”的模块，模块传输数据库语言（例如mysql）给数据库，数据库添加完成后返回添加成功的信息到前端，完成这一系列的操作

 

三、中间件介绍

上面的架构对于一个简单的应用其实已经够了，但是现在的互联网用户动辄百万，每天可能需要处理上亿条请求，功能负责又要快速响应，已经不是这种简单架构可以搞定的了，除了需要将多节点（Node）运行，还需要中间件的帮助，这边介绍几个比较常见的中间件

1、服务注册、发现：

常见的有zookeeper，主要功能是让网关知道有哪些服务，还有服务的位置（注册中心），服务是否正常运行等（健康检查），与网关一起合作，将用户发送的请求导向正确的处理模块。

2、消息队列：

常见的有reids等，主要功能是当请求量过大时，可以将请求放入到队伍中排队，再一一去处理，需要注意的是redis会将队列储存在内存里，需要准备足够的内存资源。

3、应用管理、配置管理：

互联网迭代周期短，需要时常进行新版本的迭代，从开发、测试到部署，都需要好的应用管理和配置管理系统，常见的有kubernates、apollo等，主要是负责将集成好的新版本部署到测试环境、预发布环境和生产环境，并进行配置的修改。

 

四、高可用

现在的软件都讲求高可用，意思就是大部分的时间要使用都可以使用，想想看如果有一天当你在排队结账的时候，支付宝突然不能用了，情况会是多么糟糕，所以高可用架构已经是当前的基本要求了。

一般达到高可用的主要方法是冗余、备份，下面会针对每个环节分别说明。

服务器：由于服务器故障是有可能突然故障的，当服务器发生故障的时候必须立刻通知路由系统，将接下来的请求发送到冗余服务器，假如服务器里有储存数据和资料的硬盘，也需要利用备份系统来回复（现在一般是使用RAID5），现在大型的网站都采用多节点虚拟机，即使某些硬件发生故障也不会影响到系统的正常运行。

服务、应用：假设每个服务好像是一个负责处理车牌登记的管理人员，多节点就是我多雇佣了十个人，来帮忙分担车牌登记的工作，假如里面有人去上厕所或是生病，我也还有人可以来处理车牌登记的工作，而监控系统会随时告知系统目前人员的工作情况，一旦发现人数过少的情况就会立刻通知运维进行处理。一般来说会利用zookeeper之类的中间件来负责服务集群管理这类的工作。