一、学习一点软件架构的知识
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认识
- 什么是软件架构，就是软件项目的顶层结构，就相当于总体设计图。
- 为什么需要软件架构？现代的软件功能要求越来越强，规模越来越大，演进越来越快，响应速度越来越高，稳定性越来越强等等。为了满足以上要求，软件设计变得越来越复杂，软件架构就是为了解决软件的复杂性而生的。
- 什么是软件架构师?它具有丰富的编程实践经验，对普遍性的行业业务有基本的认识，有较扎实的计算机的功底，有良好地沟通能力，有较强的学习能力；在公司内部，它应该是技术权威，它不会去写代码，却要能够指导项目组的技术人员去书写代码。能够依据自己丰富的经验设计项目的架构图，并能够结合架构图进行项目的核算及部署。一个追求进步的程序员，应该把成为架构师作为自己未来成长的方向。成为一个合格的架构师，除了有丰富的经验，还需要掌握很多架构方面的知识。
- 软件的复杂性体现在哪些方面?过却杂性主要体现在数据结构和算法，而现在它们已不能够成为软件复杂性的基本原因。现代的软件系统的复杂性主要体现在三个方面，分别是高性能，高可用，高扩展。因此架构师的工作就是围绕着这三个方面来开展的。
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高性能
- 系统的响应速度快，算法执行有效率。QPS 指标，每秒可处理的请求量。
- 提高数据库的性能，读写分离的实现方式，把工作量进行分散，防止所有的操作集中到一台服务器，据统计，一套系统对数据库的访问 80% 的工作量都是查询，20% 的工作量是增删改，所有的增删改都在主机上完成，所有的查询都在从机上完成，根据数据库的工作量，从机至少一台，也可以进行多台扩展。底层主机完成数据的改变后，会马上把改变同步到所有的从机，从理论上来看，所有的机器上的数据都是一样的。这是现代多数系统采用的方式，以解决数据库性能不足的问题。数据库很容易成为性能的瓶颈，因此该种方式可以很大程度上的提高系统的整体性能。
- 分库分表，一台服务器的容量和一份数据库的大小是有限的，当系统的规模不断增长，一个数据库系统无法承载所有的数据，就算勉强够用效率也会急剧下降。分库是把一个数据库拆成多个数据库，一个库中包含部分表，把针对一台服务器的工作量分担到不同的机器上。此时的问题在于表与表之间的关联无法建立，多表查询无法实现。原来大家会把多表查询分解为多个单表查询，会增加代码的设计量。分表，当一个表中的记录多到一定程度，比如 mysql，单表记录的数据达到五千万左右效率会急剧下降，此时就要考虑进行分表，也就是把一张表拆成多个表，可以进行横向拆分也可以进行纵向拆分。现在多半使用 myCat 框架来实现分库分表的操作，从而降低手写代码的复杂性。
- NoSQL：代表一组与数据库存储相关的非关系型的数据库。比如 redis，mongdb，HBase 等。它们的作用一是解决普通数据库查询的低效率，二是用来存储非关系型数据库。
- 高性能缓存架构，缓存就是把经常使用到的经常需要查询的大量的数据存放在内存中，这份内存就是缓存。可以成千倍的提高查询速度。最具代表性的是 k-v 结构的缓存，比如 redis，memcach；特别是 redis 的 v 可以存放不同数据结构的数据，比如字符串，数字等基本类型，也可以是对象，集合，hash 等数据类型。
- 负载均衡：基于负载均衡的系统的数量可以不断扩展，不会因为用户量增加而造成单台机器的性能下降。负载均衡器分为两大类，一类是硬件设计，典型的是 F5（速度最快），另一类是采用软件，比如 nginx 反向代理，通用的网关软件。负载均衡器最核心的就是算法，算法决定了请求会如何被分配，比如轮流分配，依据服务器的性能分配，依据工作量分配等。
- 高可用：系统必须保证在出现任何问题的情况下还能提供正常的服务。比如停电、电缆被破坏、自然灾害等，很多情况都会让系统无法提供服务。
- 采用双机架构，分为主备和主从两种，主备要求所有的服务器都有备机，备机与主机的功能相同，当主机不能工作就切换到备机，主备可能不在同一位置。主从是两台机器同时工作，比如上面读写分离就属于这种。这两种都要求可以完成数据的复制。
- 采用多机集群，这是大型系统广泛采用的，从机要能够知晓主机的状态，主机每隔一段时间向外发送一个信号表示自己仍然在工作，如果一段时间内从机未收到该信号，此时多台从机就要按照 zab 规则进行选举，确定出一台主机进行工作。所有的从机都有机会成为主机。实现该功能的软件有 zookeeper 等。
- 分区，也属于多机集群的一种情形，包括机房、城市、国家等。
- 高扩展：系统的工作能力及功能的演化能够随着需求的变化而不断变化，在规模上能够不断的扩张，功能上能够不断的增强。
- 分层架构，软件系统按照功能的划分分成多层，最典型的就是 mvc 的三层架构，三层可以各自独立扩展，可以增强扩展性。因此，具有高扩展的软件一定是分层架构，一般是在三层的基础上进行再细分，比较典型的就是 android 系统的架构。
- SOA 架构，面向服务的架构，当系统的规模和功能足够大时，就会基于一个完整的系统进行拆分，按照横向分可以把业务层作为单一的服务，数据访问也可以作为单一服务，视图及控制器也可以划分出来，直到形成前后端分离的形式。这种架构的拆分是很灵活的，方式千变万化，总有一种是最合适的。在 java 技术栈，搭建 SOA 的架构需要用到分布式服务的管理和协调软件，还要用到服务的注册和发现中心，也需要服务的监控设施等。比较典型的软件就是 dubbo 来实现 RPC，另外一个就是 zookeeper（动物管理员）实现服务注册和发现及集群管理。第四阶段的第一个项目就是采用 SOA 的项目来实现的。
- 微服务架构，SOA 用来打造分布式的系统，但是它的每个服务粒度较大，每个部分还可能包含了比较多的内容，会对项目的敏捷式开发，维护及布置造成麻烦。微服务架构的层次划分和模块划分更细，一个项目组只有两到三个人，负责设计其中的几个服务。服务的粒度较小，一个项目可以由几十个微服务组成，各个服务独立设计，向外提供接口供外部访问，每个服务都可以单独部署，也可以做成集群实现很好的高性能，高可用和高扩展。当服务划分过细后，服务间的访问就变得很复杂了。对于微服务来讲，在设计、运维、发布、维护等各方面都提供类似于自动化的工具，因此需要掌握众多的工具及中间件。
二、Linux 操作系统的安装与使用
- 现在的应用软件及各种支持软件大多是安装在 linux 操作系统上运行的。原因在于 linux 系统内核小，运行稳定，速度快，功能非常服务，一般作为服务器的操作系统来使用的。window 适合做开发，使用方便。