架构师训练营所有技术知识点

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架构师训练营技术相关的内容已全部结束，现对本课程中全部知识点进行了总结。

一来做一个整体回顾，二来作为日后架构的一个参考手册查阅。

具体内容如下，请查阅：





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架构师技能栈



1. 架构方法



架构师如何做架构？



如何成为架构师？



架构师的主要职责



• 编写架构设计文档

• 开发编程框架

• 重构软件代码

• 设计系统架构

• 技术选型，解决技术问题

• 优化系统性能

• 模块分解、微服务架构重构

• 保障系统的安全、高可用

• 大数据应用

• 技术创新

• 沟通管理



架构师的主要能力



• 编程

• 基础技术掌握

• 常用技术产品的理解与应用

• 性能优化、分析故障

• 常用架构模式、框架的理解和应用

• 建模、设计文档的方法

• 业务理解、功能模块和非功能模块拆解

• 快速学习

• 沟通、领导力



架构师的特点



• 一定要关注场景

• 训练的是思维

• 构建知识体系

• 是一顶帽子、不是椅子

• 是一个角色、不是职位

• 是做架构设计、对系统架构负责的那个人



4+1 架构视图



• 逻辑视图

• 过程视图

• 物理视图

• 开发视图

• 场景视图



UML 统一建模语言



• 静态图

• 动态图

• 模型元素

• 关系（也是模型元素）



康威定律



• 第一定律：组织沟通方式决定系统设计

• 第二定律：时间再多一件事也不可能做的完美，但总有时间做完一件事

• 第三定律：线型系统和线型组织架构有潜在的异质同态特性

• 第四定律：大的系统总比小的系统更倾向于分解



架构师层次划分



• 只关注功能

• 还关注非功能

• 关注团队和管理

• 关注产品运营

• 关注产品和团队未来



2. 软件设计原则



历史



• 莱布尼兹 1700年

• Ada

• 图灵

• 冯诺依曼



编程语言



• 汇编语言

• Basic语言

• 结构化的Basic

• Perl 脚本语言

• C语言（结构化语言）

• C++（兼容C，提供面向对象机制）

• Java（完全面向对象）



抽象种类



• 对机器抽象

• 对处理逻辑抽象

• 对问题领域抽象

• 直接表达问题空间内的元素



面向对象三要素



• 封装

• 继承

• 多态



面向对象编程



• 目的

• 原则



设计模式



• 创建模式

• 行为模式

• 结构模式



框架



• 对某一类架构方案的可复用的设计和实现



工具 VS 框架



• 框架调用应用代码

• 工具被应用调用

• 

• 架构师用框架保证架构落地

• 用工具提高开发效率



OOD原则



• OCP 开闭原则 Open/Closed Principle

• DIP 依赖倒置原则 Dependency Inversion Principle

• LSP 里式替换原则

• SRP 单一职责原则 Single Responsibility Pinciple

• ISP 接口分离原则 Interface Segregation Principle



3. 设计模式



创建模式



• 工厂模式

• 单例模式

• 适配器模式



结构模式



• 组合模式

• 装饰器模式



行为模式



• 模板方法模式

• 策略模式



4. 系统架构



高并发



• 垂直伸缩

• 水平伸缩



高可用



海量数据



分布广泛、网络复杂



安全环境恶劣



需求快速变更、发布频繁



渐进发展



架构演化



• 0：最简单

• 1：应用数据分离

• 2：使用缓存

• 3：应用服务器集群

• 4：数据库读写分离

• 5：反向代理、CDN加速

• 6：分布式 文件系统、数据库系统

• 7：NoSQL、搜索引擎

• 8：业务拆分

• 9：微服务、中台化

• 10：大数据、智能化



架构模式



• 分层

• 分割

• 分布式

• 集群

• 缓存

• 异步

• 冗余

• 自动化

• 安全

• 子主题 10



核心要素



• 高可用

• 高性能

• 可伸缩

• 可扩展

• 安全



前端架构



• App、web技术

• 浏览器、HTTP优化

• CDN

• 动静分离

• 图片服务

• 反向代理

• DNS



网关机应用层架构



• 网关架构

• 负载均衡

• 动态页面静态化

• 业务拆分



服务层架构



• 微服务框架

• 分布式消息队列

• 分布式缓存

• 分布式一致性（锁）服务



存储层架构



• 分布式文件

• 分布式关系数据库

• NoSQL数据库



后台架构



• 大数据平台

• 搜索引擎

• 推荐引擎

• 数据仓库



运维与安全



• 数据采集、展示

• 数据监控、报警

• 攻击、防护

• 数据加密、解密



5. 技术选型



缓存



• 缓存类型

• 关键指标（缓存命中率）



消息队列、异步架构



• 构成

• 模型（方案）

• 好处

• 主要产品



负载均衡



• 架构

• 算法

• 应用服务器集群的Session管理



分布式数据库



• MySQL复制

• 数据分片



NoSQL



• CAP原理

• 最终一致性

• 最终一致性写冲突



Hbase 架构



ZooKeeper



搜索引擎



• 倒排索引

• 网页排序

• PageRank算法（网页排名算法）



ElasticSearch 架构



Doris 案例讲解（真实案例）



6. 性能优化



性能测试



• 指标

• 种类

• 全链路压测的挑战



软件优化的2个基本原则



• 不能优化一个没有测试的软件

• 不能优化一个你不了解的软件



性能优化的一般方法



• 性能测试、获得性能指标

• 指标分析、发现瓶颈点

• 架构、代码分析、找到瓶颈关键所在

• 架构、代码优化、优化关键点、平衡资源利用

• 性能测试、闭环



性能优化的分层思想



• 机房、骨干网络

• 服务器、硬件

• 操作系统

• 虚拟机

• 基础组件

• 软件架构

• 软件代码



性能优化三把斧



• 缓存

• 异步

• 集群



操作系统



• 



锁



• 锁原语CAS（V，E，N）

• 种类



文件、硬盘



• 硬盘

• RAIID 独立硬盘冗余阵列



数据结构、算法



• 时间复杂度

• 空间复杂度

• NP问题

• 数组

• 链表

• Hash表

• 栈

• 队列

• 树

• 跳表

• 递归算法

• 贪心算法

• 动态规划

• 遗传算法



7. Java 虚拟机JVM



JVM



• 堆

• Java栈

• 方法区

• 程序计数寄存器



JVM垃圾回收



JVM性能诊断工具



• JPS

• JSTAT

• JMAP

• JSTACK



JAVA代码优化



• 合理谨慎使用多线程

• 竞态条件、临界区

• 线程安全

• 内存泄露



计算机任何问题都可以通过增加 中间层 解决



• 面向接口编程

• 7层网络协议

• JVM

• 编程框架

• 一致性Hash算法的虚拟化实现



8. 秒杀



设计原则



• 静态化

• 并发控制、防秒杀器

• 简化流程

• 前端优化



9. 微服务



框架要满足的需求



• 服务的注册和发现、基本的服务调用

• 

• 失效转移

• 负载均衡

• 高效的远程通信

• 对应用最少侵入

• 版本管理



Dubbo 框架



• 服务注册中心 服务器

• 服务消费者 服务器

• 服务提供者 服务器



落地



• 命令与查询职责隔离（CQRS）

• 事件溯源

• 断路由

• 服务重试和调用超时



最重要的是需求



• Needs

• Values

• Principles

• Practices

• Tools



微服务网关



• 网关作用

• 网关管道技术



10. DDD



领域驱动设计



• 战略设计

• 战术设计



组件设计原则



• 组件内聚原则

• 组件解耦原则



11. 系统安全与高可用



安全架构



• XSS 攻击

• SQL注入攻击

• CSRF 攻击

• 其他



高可用



• 指标

• 引起故障的原因

• 高可用架构

• 高可用系统的运维



12. 大数据



发展史



• Google三驾马车

• 大数据应用发展史



应用领域



• 医学影像智能识别

• 病例大数据智能诊疗

• AI外语老师

• 智能解题

• 舆情监控和分析

• 大数据风控

• 新零售

• 无人驾驶



技术



• HDFS

• MapReduce

• Yarn

• Hive

• Spark

• Hadoop

• Storm

• Flink

• HiBench

• 大数据可视化

• 大数据算法、机器学习

• 大数据平台



13. 区块链



比特币



• 工作量证明

• 旷工



以太坊



Facebook 发布的 LIbra



• 稳定币

• 许可型区块链



联盟链技术



• HyperLedger

• Tairuem



14. 如何成为专家



技术等级



• 行业开创者

• 领域开创者

• 关键开创者

• 全球影响者

• 公司影响者

• 团队影响者



德雷福斯模型



• 专家

• 精通者

• 胜任者

• 高级新手

• 新手



彼得定律



• 一个优秀的员工会晋升

• 会持续晋升，到不能胜任为止

• 推论：所有职位都是不能够胜任的人承担着



软件开发第一性原理



• 这个技术的核心关键点是什么？ 要解决的问题是什么？

• 过往有没有类似的技术？ 核心设计是否相通？

• 这些问题应该用何种模式解决？



第一性原理实践



• 5分钟阅读一个 HelloWord级的文档、demo

• 30分钟做一个 Hello Word 体验一下

• 2小时阅读关键设计文档和代码

• 如果我来开发、将如何设计、关键技术的如何处理



架构师的三板斧



• 设计文档

• 设计模式

• 架构模式



发现问题的真正所在



• 推荐书籍：你的灯亮着吗？

• 问题发现模式

• 问题提出模式

• 问题解决模式



技术领导者的7种武器



• 交际

• 情景

• 目标

• 资源

• 评估

• 导师

• 赞美



### 架构师之道



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