系统架构设计（九）：分布式架构与微服务

基础定义

架构类型	定义
分布式架构	指将系统部署在多个服务器节点上，通过网络协作完成整体功能。强调物理上的分布与任务协作。
微服务架构	一种分布式架构模式，将系统按照业务维度拆分为多个小型自治服务，每个服务可独立开发、部署、伸缩。

核心区别与联系

维度	微服务架构	分布式架构
架构本质	构建在分布式基础上的一种架构风格	更广义，包含微服务、集群、负载均衡
拆分粒度	服务级别（一个服务一个职责）	模块或系统级别
部署方式	各服务独立部署、容器化部署	可能集中，也可能分散部署
通信方式	主要使用 HTTP/REST、gRPC、MQ	包括 RPC、远程对象、文件共享等
数据管理	每个服务有独立数据库	多个系统可能共享数据库
开发组织	按服务划分开发团队，DevOps 支持明显	通常按功能或层次划分
技术异构支持	高（服务间可使用不同语言/技术）	相对低
运维复杂度	高，需配合服务治理、注册中心、网关等	中等，需要配置负载均衡、同步机制

联系总结：微服务架构是分布式架构的一种具体实现方式。

微服务架构设计要点

1. 服务拆分：按业务边界拆分为独立微服务（如订单服务、库存服务、用户服务）；
2. 独立部署：每个服务可独立构建、部署、扩展、维护；
3. 服务注册与发现：使用如 Nacos、Consul、Eureka 进行服务注册与自动发现；
4. API 网关：统一入口，处理鉴权、路由、限流等（如使用 Kong、Zuul）；
5. 服务通信：采用 RESTful API、gRPC、消息队列（如 Kafka、RabbitMQ）等；
6. 容错机制：使用断路器、重试、熔断（如 Hystrix、Resilience4j）；
7. 监控与日志：实现链路追踪（如 Skywalking、Zipkin）、统一日志、指标监控；
8. 数据库隔离：每个服务拥有自己的数据库，避免强耦合；
9. 配置管理：支持集中配置，如使用 Spring Cloud Config、Nacos 配置中心。

示例

请说明某企业大型业务系统如何基于微服务架构进行设计，并说明其优缺点。

架构设计概述：

• 系统采用微服务架构，将单体系统划分为多个按业务划分的微服务，如：用户服务、订单服务、库存服务等；
• 每个服务由独立的开发团队负责，具备独立的部署与生命周期管理能力；
• 服务间通过 REST API 或消息队列进行通信，提升服务解耦性和系统弹性。

技术组件选型：

• 注册中心：使用 Nacos/Eureka 实现服务注册与发现；
• 网关：使用 Spring Cloud Gateway 统一对外暴露接口；
• 配置中心：集中式配置管理（如 Nacos、Apollo）；
• 数据库管理：每个服务使用独立数据库，避免耦合；
• 弹性设计：采用断路器、限流、服务降级机制（如 Hystrix）；
• 日志与监控：使用 ELK、Prometheus + Grafana 进行系统观测。

优势分析：

• 系统模块化，易于扩展；
• 各服务独立部署与升级，提升开发效率；
• 服务自治，提高系统健壮性与容错性；
• 支持不同语言和技术，利于团队选择合适工具。

挑战与应对：

• 运维复杂度高：引入 DevOps 工具链（如 Docker、K8s）；
• 数据一致性问题：采用最终一致性策略（如事务消息）；
• 服务调用链复杂：使用链路追踪系统进行监控。