高并发系统设计：架构分层：我们为什么一定要这么做？

Posted 2020-12-12 wt645631686

在系统从0到1的阶段，为了让系统快速上线，我们通常是不考虑分层的。但是随着业务越来越复杂，大量的代码纠缠在一起，会出现逻辑不清晰、各模块相互依赖、代码扩展性差、改动一处就牵一发而动全身等问题。

我们常见的设计方式如MVC分层、ISO七层模型、Linux系统分层、mysql分层、php分层等等...

分层有什么好处

1. 分层的设计可以简化系统设计，让不同的人专注做某一层次的事情。想象一下，如果你要设计一款网络程序却没有分层，该是一件多么痛苦的事情。
2. 分层之后可以做到很高的复用。比如，我们在设计系统A的时候，发现某一层具有一定的通用性，那么我们可以把它抽取独立出来，在设计系统B的时候使用起来，这样可以减少研发周期，提升研发的效率。
3. 分层架构可以让我们更容易做横向扩展。如果系统没有分层，当流量增加时我们需要针对整体系统来做扩展。但是，如果我们按照上面提到的三层架构将系统分层后，那么我们就可以针对具体的问题来做细致的扩展。比如说，业务逻辑里面包含有比较复杂的计算，导致CPU成为性能的瓶颈，那这样就可以把逻辑层单独抽取出来独立部署，然后只对逻辑层来做扩展，这相比于针对整体系统扩展所付出的代价就要小的多了。

如何来做系统分层

参照阿里发布的《阿里巴巴Java开发手册v1.4.0（详尽版）》，我们可以将原先的三层架构细化成下面的样子：

 

 

 

• 终端显示层：各端模板渲染并执行显示的层。当前主要是 Velocity 渲染，JS 渲染， JSP 渲染，移动端展示等。
• 开放接口层：将Service层方法封装成开放接口，同时进行网关安全控制和流量控制等。
• Web层：主要是对访问控制进行转发，各类基本参数校验，或者不复用的业务简单处理等。
• Service层：业务逻辑层。
• Manager 层：通用业务处理层。这一层主要有两个作用，其一，你可以将原先Service层的一些通用能力下沉到这一层，比如与缓存和存储交互策略，中间件的接入；其二，你也可以在这一层封装对第三方接口的调用，比如调用支付服务，调用审核服务等。
• DAO层：数据访问层，与底层 MySQL、Oracle、Hbase 等进行数据交互。
• 外部接口或第三方平台：包括其它部门 RPC 开放接口，基础平台，其它公司的 HTTP 接口。

在这个分层架构中主要增加了Manager层，它与Service层的关系是：Manager层提供原子的服务接口，Service层负责依据业务逻辑来编排原子接口。

以上面的例子来说，Manager层提供创建用户和获取用户信息的接口，而Service层负责将这两个接口组装起来。这样就把原先散布在表现层的业务逻辑都统一到了Service层，每一层的边界就非常清晰了。

除此之外，分层架构需要考虑的另一个因素，是层次之间一定是相邻层互相依赖，数据的流转也只能在相邻的两层之间流转。

我们还是以三层架构为例，数据从表示层进入之后一定要流转到逻辑层，做业务逻辑处理，然后流转到数据访问层来和数据库交互。那么你可能会问：“如果业务逻辑很简单的话可不可以从表示层直接到数据访问层，甚至直接读数据库呢？”

其实从功能上是可以的，但是从长远的架构设计考虑，这样会造成层级调用的混乱，比方说如果表示层或者业务层可以直接操作数据库，那么一旦数据库地址发生变更，你就需要在多个层次做更改，这样就失去了分层的意义，并且对于后面的维护或者重构都会是灾难性的。

分层架构的不足

任何事物都不可能是尽善尽美的，分层架构虽有优势也会有缺陷，它最主要的一个缺陷就是增加了代码的复杂度。

这是显而易见的嘛，明明可以在接收到请求后就可以直接查询数据库获得结果，却偏偏要在中间插入多个层次，并且有可能每个层次只是简单地做数据的传递。有时增加一个小小的需求也需要更改所有层次上的代码，看起来增加了开发的成本，并且从调试上来看也增加了复杂度，原本如果直接访问数据库我只需要调试一个方法，现在我却要调试多个层次的多个方法。

另外一个可能的缺陷是，如果我们把每个层次独立部署，层次间通过网络来交互，那么多层的架构在性能上会有损耗。这也是为什么服务化架构性能要比单体架构略差的原因。

那我们是否要选择分层的架构呢？答案当然是肯定的。

你要知道，任何的方案架构都是有优势有缺陷的，分层架构固然会增加系统复杂度，也可能会有性能的损耗，但是相比于它能带给我们的好处来说，这些都是可以接受的，或者可以通过其它的方案解决的。我们在做决策的时候切不可以偏概全。