java项目开发实例 java系统架构有哪些( 二 )

除此之外，还有大量周边的支撑系统在支持应用的正常运行，包括日志系统、配置系统，还有大量的运维系统，它们提供监控、安全、资源调度等功能，它们和核心组件的区别是，这些系统一般不参与实际的用户请求处理，但它们在背后默默保障系统的正常运行。
到这里，你可以发现，一个端到端的系统是非常复杂的，它包含了大量的软硬件。为了保障我们的应用代码能够正常运行，我们就需要保证这里的每个组件不出问题，否则一旦组件出问题，很可能就导致系统整体的不可用。
技术架构的挑战应用代码怎么组织（比如模块划分和服务分层），那主要是业务架构的事，这部分在前面我们已经讨论过很多了；而技术架构的职责，首先是负责系统所有组件的技术选型，然后确保这些组件可以正常运行。
我们知道，系统是由硬件和软件组成的。接下来，我们就分别从软硬件的角度来看下，技术架构都会面临什么挑战，我们需要如何应对。
硬件的问题硬件是一个系统最基础的部分，负责真正干活的，但它有两方面的问题。
首先是硬件的处理能力有限。对于服务器来说，它的 CPU 频率、内存容量、磁盘速度等等都是有限的。虽然说按照摩尔定律，随着制造工艺的发展，大概每隔 18 个月，硬件的性能
可以提升一倍，但还是赶不上快速增长的系统处理能力的要求，特别是目前许多互联网平台，面向的都是海量的 C 端用户，对系统处理能力的要求可以说是没有上限的。
从技术架构的角度，提升硬件的处理能力一般有两种方式。
Scale Up
也就是垂直扩展，简单地说就是通过升级硬件来提升处理能力。CPU 不够快，升级内核数量；内存不够多，升级容量；网络带宽不够，升级带宽。所以说， Scale Up 实际上是提升硬件的质量。
Scale Out
也就是水平扩展，通过增加机器数量来提升处理能力。一台机器不够，就增加到 2 台、4台，以及更多，通过大量廉价设备的叠加，增强系统整体的处理能力。所以说， Scale Out是提升硬件的数量。
垂直扩展是最简单的方式，对系统来说，它看到的是一个性能更强的组件，技术架构上不需要任何改造。如果碰到性能有问题，垂直扩展是我们的首选，但它有物理上的瓶颈或成本的问题。受硬件的物理限制，机器的性能是有天花板的；或者有时候，硬件超出了主流的配置，它的成本会指数级增长，导致我们无法承受。
水平扩展通过硬件数量弥补性能问题，理论上可以应对所有服务器处理能力不足的情况，并实现系统处理能力和硬件成本保持一个线性增长的关系。
但水平扩展对于系统来说，它看到的是多个组件，比如说多台 Web 服务器。如何有效地管理大量的机器，一方面，使得性能上可以实现类似 1+1=2 的效果；另一方面，要让系统各个部分能够有效地衔接起来，稳定地运行，这不是一件容易的事情。我们需要通过很复杂的技术架构设计来保障，比如说，通过额外的负载均衡，来支持多台 Web 服务器并行工作。

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