系统架构设计师备考第1天——系统架构概述

一、架构本质与角色定位

架构 = 系统的骨架
核心作用

  • 决定系统的健壮性、生命周期、扩展性
  • 衔接需求与实现,保障早期质量

👨💻 架构师核心能力

能力维度具体要求
技术掌控力精通基础技术,洞悉局部瓶颈
决策设计力搭建核心架构,制定开发规范
风险管理力预判技术难点,分配资源风险

二、核心架构风格对比(重点考点❗)

架构类型特点适用场景典型考题切入点
分层架构四层分离(表现/业务/持久/DB)传统企业应用层间通信约束
微服务架构独立部署+远程通信(REST等)高并发互联网系统服务拆分原则 vs 分布式事务
事件驱动架构事件队列→分发→处理器链式触发实时响应系统(如交易)事件丢失处理方案
云架构内存数据单元+弹性处理单元需动态扩展的系统数据同步机制设计
微核架构核心+可插拔插件工具型软件(如IDE)插件通信隔离要求

🏗️ 架构风格组件详解表(含考试重点标注⭐)

架构类型核心组件组件功能说明技术实现案例考试常见坑点
分层架构表现层组件处理用户交互(UI渲染、输入验证)Spring MVC, React层间严禁跨层调用(如表现层直接访问数据库)
业务层组件实现核心业务逻辑(订单计算、风控规则)Spring @Service业务异常必须在本层捕获处理
持久层组件封装数据库操作(SQL生成、事务管理)MyBatis, JPAORM框架需解决N+1查询问题 ⭐
数据源组件管理数据库连接池(连接复用、失效检测)Druid, HikariCP连接泄漏导致系统崩溃 ⭐
微服务架构API网关统一入口(路由转发、认证限流)Spring Cloud Gateway, Kong网关单点故障需集群部署
服务注册中心管理服务地址(服务上线/下线通知)Nacos, Consul, ZookeeperCAP理论中注册中心必须选择CP模型 ⭐
配置中心动态下发配置(避免服务重启)Apollo, Config Server配置变更需广播到所有实例
熔断器故障隔离(快速失败防止雪崩)Hystrix, Sentinel熔断阈值设置不当引发误判
事件驱动架构事件生产者发布状态变更事件(如订单创建)Kafka Producer, RabbitMQ Publisher事件需包含唯一ID防重复消费 ⭐
消息代理持久化事件(保证可靠传输)Kafka, RocketMQ消息堆积需监控消费者滞后量
事件处理器执行业务逻辑(如库存扣减)Spring @KafkaListener处理幂等性设计 ⭐
云架构处理单元( PU)无状态业务计算(弹性扩缩容基础)Kubernetes Pod必须通过共享存储实现状态持久化
数据网格(Data Grid)分布式内存缓存(如库存数据)Redis Cluster, Hazelcast缓存击穿/雪崩防护策略 ⭐
部署管理器动态调度PU(根据CPU/内存扩缩)Kubernetes HPA扩缩容响应延迟导致系统过载
微核架构核心引擎生命周期管理(插件加载/卸载)OSGi, Eclipse RCP插件接口需保持向后兼容
插件容器隔离插件运行环境(类加载隔离)Java SPI, OSGi Bundle插件间通信必须通过核心中转 ⭐

🔍 组件关联图(以微服务为例)

用户请求
API网关
服务注册中心
订单服务
库存服务
支付服务
熔断器
配置中心
消息队列

🎯 架构组件实战口诀

分层架构:层间隔离,严禁跨层调用
微服务:网关拦路虎,注册中心是地图
事件驱动:事件ID保幂等,死信队列救难民
云架构:无状态易伸缩,缓存分片防雪崩
微内核:插件像积木,接口定乾坤

三、高频面试/考题库

💡 概念辨析

  1. 模块化 vs 组件化

    🔹 模块化:逻辑分离,同进程运行(如Java包)
    🔹 组件化:物理隔离,跨进程通信(如Docker容器)
    🎯 考题:为何组件化更适合大型系统?(答:独立部署+技术异构性支持)

  2. 三次软件危机与架构演进

    • 1960s危机 → 诞生软件工程
    • 1990s危机 → 组件化革命
    • 现代危机 → 微服务/云原生破局
🛠️ 场景设计题

例题:设计一个日活千万的电商系统,如何选择架构?
答题框架

  1. 前端用微服务拆分订单/支付/库存服务
  2. 订单流水用事件驱动保障最终一致性
  3. 商品查询用云架构内存数据库抗高并发
  4. 运维层采用微核架构实现插件式监控

四、架构发展核心路线

1946 冯诺依曼结构
1968 模块化编程
1990s 软件架构学科形成
2000 组件化标准
2010s 微服务+云原生
未来 智能自治架构

🚀 终极备考提示

  1. 大题必考架构风格对比(表格重点背)
  2. 案例分析题牢记分层/微服务应用场景
  3. 论文准备方向:云架构数据同步机制微服务事务一致性方案

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