Java 项目架构的演变，Java 完全自学手册下载

2021 年 11 月 27 日
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现在出去找工作如果不会点分布式和微服务相关的内容，都不太好更面试官扯蛋。但这些架构也不是突然就出现的，而是经过不但演变才出现及流行起来的，本文就给大家来梳理下 java 项目架构的演变历程。

系统架构演化历程

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单体架构

大型网站都是从小型网站发展而来的，网站架构也是一样，是从小型网站架构逐步演化而来的，小型网站最开始没有太多人访问，只需要一台服务器就绰绰有余了，这时的架构如下:

应用程序、数据库、文件等所有的资源都在一台服务器上，通常服务器操作系统使用 Linux、应用程序使用 java 或者其他语句，然后部署在 Apache 或者 Nginx 上。数据库使用 MySQL，使用开源的技术实现，然后部署在一台廉价的服务器上就开始了网站的发展之路。

应用服务和数据服务分离

好景不长，随着公司业务的发展，一台服务逐渐满足不了需求，越来越多的用户访问导致性能越来越差，数据存储空间开始不足，这时我们需要将应用和数据分离，分离后开始使用三台服务器：应用服务器、文件服务器、数据库服务器。如图:

应用和数据分离后，不同特性的服务器承担着不同的服务角色，网站的并发处理能力和数据存储空间都得到了很大的改善，支持网站业务进一步发展，但是随着用户逐渐增多，数据库压力越来越大，访问延迟，进而影响整个网站的性能，此时需要进一步优化。

缓存的使用

网站访问有个著名的二八定律，即 80%的业务集中访问在 20%的数据上，如果我们将这一小部分的数据缓存在内存中，能够很好的减少数据库的访问压力，提高整个网站的数据访问速度。

缓存常用的组件可以是 Redis,ehcache 等

集群的使用

缓存解决了数据库访问量比较大的问题，但是并不能解决随着业务增多造成的服务器并发压力大的问题，这时我们需要增加一台应用服务器

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来分担原来服务器的访问压力和存储压力。如图:

通过负载均衡调度服务器，可将来自用户的访问请求分发到应用服务器中的任何一台服务器中，这样多台服务器就分担了原来一台服务器的压力，我们只需要注意会话的一致性就可以了。

数据库读写分离

系统正常运行了一段时间后，虽然加的有缓存，使绝大多数的数据库操作可以不通过数据库就能完成，但是任然有一部分的操作(缓存访问不命中，缓存过期)和全部的写操作需要访问数据库，当用户达到一定规模后，数据库因为负载压力过大还是会成为系统的瓶颈，

这时主流的数据库都提供的有主从热备份功能，通过配置两台数据库实现主从关系，可以将一台数据库服务器的数据更新同步到另一台服务器上。可以利用这一功能来实现数据库读写分离。从而改善数据库的负载压力，如图:

mysql 的读写分离可以通过自身自带的从主复制实现，Oracle 的话可以通过阿里巴巴的 mycat 组件来实现。

反向代理和 CDN 加速

为了应付复杂的网络环境和不同地区用户的访问，通过 CDN 和反向代理加快用户访问的速度，同时减轻后端服务器的负载压力。CDN 与反向代理的基本原理都是缓存。CDN 部署在网络提供商的机房。用户请求到来的时候从距离自己最近的网络提供商机房获取数据，而反向代理则部署在网站的中心机房中，请求带来的时候先去反向代理服务器中查看请求资源，如果有则直接返回。如图：

使用 CDN 和反向代理的目的都是尽早返回数据给用户，一方面加快用户的访问速度，另一方面也减轻后端服务器的负载压力。

分布式文件和分布式数据库

任何强大的单一服务器都满足不了大型网站持续增长的业务需求。数据库经过读写分离后，从一台服务器拆分成两天服务器，但是随着业务的增长后面依然不能满足需求，这时我们需要使用分布式数据库，同时文件系统也一样，需要使用分布式文件系统。

分布式数据库是数据库拆分的最后的手段，只有在表单数据规模非常庞大的时候才使用，不到不得已时，我们更常用的手段是业务分库，将不同的业务数据部署在不同的物理服务器上。

NoSql 和搜索引擎

随着业务越来越复杂，对数据存储和检索的需求也越来越复杂，这时一些 NoSQL(Reids,HBase,mongodb)数据库技术和搜索引擎(Solr,Elasticsearch)的时候就显得很有必要。如下图:

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