微服务

第二章:开宗立派 · 分布式修真

单机已无法承载,需开辟洞府、建立宗门,在分布式天劫中求存

楔子:单机的极限

突破筑基期后,韩立在源界中游历了数年。他凭借着Docker容器化和扎实的运维功底,在各种服务器秘境中都能稳定运行,处理了无数业务请求。

然而,随着业务的发展,韩立发现自己的单机服务已经达到了极限。

那日,系统突然收到一个超级大客户的订单,需要处理百万级别的数据。韩立的CPU瞬间飙升至100%,内存也被耗尽,整个服务陷入了僵死状态。

“单机…已经无法承载了。“韩立看着监控面板上的一片红色,心中涌起一股无力感。

在源界中,单机服务有着天然的瓶颈:

  • CPU限制:单核或多核CPU的处理能力有限
  • 内存限制:物理内存无法无限扩展
  • 网络限制:单机的网络带宽有限
  • 存储限制:单机的磁盘IO能力有限

当业务规模超过单机的承载能力时,就必须走向分布式——将服务拆分,部署到多台服务器上,通过协作来完成复杂的业务。

这就是"开宗立派"的开始。


第一节:开辟洞府——服务拆分

韩立知道,要突破单机的限制,必须将自己的服务拆分。这就像修士要建立宗门,必须先将自己的功法拆分为不同的传承,让不同的弟子(服务)去修炼。

但如何拆分,却是一门大学问。

韩立想起了源界中流传的"领域驱动设计”(DDD)理论。这个理论说,应该按照业务领域来拆分服务,而不是按照技术层次。

他仔细分析自己的业务:

  • 用户服务:管理用户信息、登录认证
  • 订单服务:处理订单创建、支付、退款
  • 商品服务:管理商品信息、库存
  • 支付服务:处理支付逻辑、对账

每个服务都有自己独立的数据库,这就是"数据自治”——每个服务只管理自己的数据,不直接访问其他服务的数据。

韩立开始动手拆分。他先创建了用户服务:

// 用户服务 - user-service
class UserService {
  async getUserById(userId) {
    // 查询自己的数据库
    return await db.users.findById(userId);
  }
  
  async createUser(userData) {
    // 创建用户,只管理用户相关数据
    return await db.users.create(userData);
  }
}

然后是订单服务:

// 订单服务 - order-service
class OrderService {
  async createOrder(orderData) {
    // 创建订单,但需要调用用户服务验证用户
    const user = await userService.getUserById(orderData.userId);
    if (!user) throw new Error('User not found');
    
    // 调用商品服务检查库存
    const product = await productService.getProductById(orderData.productId);
    if (product.stock < orderData.quantity) {
      throw new Error('Insufficient stock');
    }
    
    // 创建订单
    return await db.orders.create(orderData);
  }
}

拆分完成后,韩立将每个服务都封装成Docker镜像,部署到了不同的服务器上。这就是"开辟洞府"——每个服务都有自己的运行环境,互不干扰。

后端架构

运筹数据之间,决胜流量之巅

「后端架构兵法篇」

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以《凡人修仙传》为蓝本,将软件架构演进与修仙体系完美融合,从单机苦修到云原生飞升,体验架构师的修炼之路。

📚 「修仙章节」


🎯 「微服务兵法」

🏗️ 「服务拆分艺术」

「领域驱动设计」
  • DDD 实战指南 —— 限界上下文、实体与值对象、聚合根设计
  • 计划:事件风暴工作坊、领域模型演进、防腐层构建
「微服务边界划分」
  • 服务拆分策略 —— 单一职责、数据自治、接口设计
  • 计划:拆分时机判断、灰度迁移方案、数据一致性

🔗 「服务通信机制」

「同步调用模式」
  • RPC 框架深度解析 —— 协议设计、序列化优化、负载均衡
  • 计划:gRPC/Thrift/Dubbo 对比、连接池管理、超时控制
「异步消息驱动」
  • 消息队列实战 —— Kafka/RocketMQ/RabbitMQ 应用场景
  • 计划:消息顺序性、幂等消费、事务消息

🛡️ 「服务治理体系」

「容错与降级」
  • 熔断器模式实现 —— Hystrix/Sentinel 原理分析
  • 计划:隔离策略、降级规则、自适应保护
「配置与注册中心」
  • 配置动态化管理 —— Apollo/Nacos 架构解析
  • 计划:配置版本管理、灰度发布、权限控制

🌐 「分布式阵法」

⚡ 「分布式一致性」

「共识算法核心」
  • Paxos/Raft 算法详解 —— 选举机制、日志复制、成员变更
  • 计划:算法工程实现、性能优化、脑裂处理
「分布式事务方案」
  • 事务模式对比 —— 2PC/TCC/SAGA/消息事务
  • 计划:Seata框架实战、最大努力通知、补偿机制

🔄 「分布式缓存」

「Redis 深度应用」
  • Redis 架构设计 —— 数据结构选择、持久化策略、集群模式
  • 计划:热点key处理、缓存雪崩/穿透/击穿防护
「多级缓存体系」
  • 缓存架构设计 —— 本地缓存+分布式缓存+客户端缓存
  • 计划:缓存一致性、过期策略、监控指标

📊 「分布式存储」

「分库分表策略」
  • 数据库分片实战 —— 分片键选择、路由算法、扩容方案
  • 计划:全局ID生成、跨分片查询、数据迁移
「NewSQL 探索」
  • TiDB/OceanBase 应用 —— HTAP架构、分布式事务、生态集成
  • 计划:性能调优、运维管控、成本分析

🚀 「高并发战策」

🎪 「流量管控」

「限流与削峰」
  • 高并发流量治理 —— 令牌桶/漏桶算法、滑动窗口计数
  • 计划:自适应限流、集群限流、热点防护
「负载均衡策略」
  • 负载均衡算法 —— 轮询/权重/最小连接/一致性哈希
  • 计划:健康检查、故障转移、动态权重调整

⚙️ 「性能优化」

「JVM 调优实战」
  • Java 性能优化 —— 内存模型、GC算法、线程池优化
  • 计划:内存泄漏排查、堆外内存管理、监控工具
「数据库性能提升」
  • SQL 优化指南 —— 索引设计、执行计划、锁机制
  • 计划:连接池配置、读写分离、批量操作优化

🧩 「异步化设计」

「响应式编程」
  • Reactor 模型解析 —— 背压控制、事件循环、非阻塞IO
  • 计划:WebFlux实战、协程应用、性能对比
「批量处理优化」
  • 计划:批处理框架、数据压缩、流水线处理

🗃️ 「数据库韬略」

🏺 「关系型数据库」

「MySQL 深度优化」
  • InnoDB 存储引擎 —— B+树索引、事务隔离、MVCC机制
  • 计划:参数调优、主从同步、高可用方案
「PostgreSQL 特性」

🎭 「NoSQL 选型」

「文档数据库」
  • MongoDB 架构设计 —— 分片集群、索引策略、聚合管道
  • 计划:事务支持、变更流、性能优化
「时序数据库」

📈 「搜索与索引」

「Elasticsearch 实战」
  • ES 高级查询 —— 分词器、相关性算分、聚合分析
  • 计划:集群调优、数据生命周期、安全管控
「图数据库应用」
  • Neo4j 图算法 —— Cypher查询、路径分析、社区发现
  • 计划:知识图谱、推荐系统实战

🏰 「系统设计谋」

📐 「架构模式」

「分层架构演进」
  • 架构模式对比 —— 单体/分层/微服务/事件驱动
  • 计划:架构演进路径、技术选型标准、重构策略
「设计原则实践」
  • SOLID 原则实战 —— 依赖注入、接口隔离、开闭原则
  • 计划:设计模式应用、代码坏味识别

🔍 「系统分析」

「容量规划方法」
  • 系统容量设计 —— 压力测试、性能模型、资源预估
  • 计划:弹性伸缩策略、成本控制、瓶颈分析
「故障预防设计」
  • 混沌工程实践 —— 故障注入、演练方案、恢复策略
  • 计划:容灾方案、降级预案、监控体系

🎨 「API 设计艺术」

「RESTful 规范」
  • API 设计最佳实践 —— 资源建模、状态码、版本管理
  • 计划:超媒体API、GraphQL对比、文档生成
「安全与认证」
  • API 安全防护 —— OAuth2.0/JWT/签名验证
  • 计划:速率限制、审计日志、漏洞防护

🔮 「架构师视野」

🌟 「技术战略」

「架构决策记录」
  • ADR 管理实践 —— 决策框架、权衡分析、知识沉淀
  • 计划:技术雷达、创新采用曲线、技术债务管理
「团队协作模式」
  • 架构师成长路径 —— 技术规划、代码审查、知识传递
  • 计划:架构评审、标准化建设、效能提升

🚢 「生产实践」

「系统可观测性」
  • 可观测性体系建设 —— 指标/日志/链路追踪三位一体
  • 计划:根因分析、智能告警、用户体验监控
「DevOps 文化」
  • 计划:研发流程优化、自动化程度、团队协作改进

架构之道,在于平衡艺术与工程,在复杂性与简洁性之间寻找最优解。