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2024 iThome 鐵人賽

DAY 10
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本文透過海綿寶寶世界中蟹堡王餐廳的成長歷程,來了解後端架構如何隨著業務需求擴大而演進,盡量以輕鬆的比喻來描述不同架構的特性與優勢。

1. 單體架構 (Monolithic Architecture)

階段:蟹老闆的小攤販時期

想像蟹老闆還未開設蟹堡王,只是在比奇堡經營一個小小的路邊攤:

  • 一個簡單的餐車,由蟹老闆一個螃蟹負責所有工作。
  • 菜色簡單,只有美味漢堡。

特點:

  • 所有功能(點單、製作、收銀)都在一個小餐車內完成。
  • 蟹老闆親自處理所有事務。

優點:

  • 管理簡單:蟹老闆可以輕鬆把控所有細節。
  • 成本低:只需要最基本的設備。

缺點:

  • 擴展困難:客人增多時,蟹老闆一個螃蟹難以應付。
  • 單點故障:如果蟹老闆感冒,整個攤位就無法營業。

適用場景:

  • 小型專案:如個人部落格、簡單的公司官網。
  • 原型開發:快速構建 MVP(最小可行產品)來驗證想法。
  • 初創公司:資源有限時,用最小成本呈現核心功能。
  • 學習與教學:適合新手學習完整的開發流程,如 MVC 模式的應用。

2. 主從式架構 (Master-Slave Architecture)

階段:初創期的蟹堡王

客流量穩定之後為了擴大經營,罩大家庭,於是蟹老闆開設了蟹堡王餐廳:

  • 廚房(後端):海綿寶寶負責掌廚,負責美味蟹堡的製作。
  • 櫃檯(前端):章魚哥負責接待顧客、收銀,派大星負責送餐。

特點:

  • 將本來一人的工作權責拆分開來,藉此提升出餐效率,滿足更大的客流量需求。

優點:

  • 職責分離:廚房專注於製作美食,前台專注於客戶服務,提升整體產能。
  • 靈活性高:可以輕鬆調整櫃檯或廚房工作流程,而不影響對方。
  • 並行開發:海綿寶寶可以專注改進美味蟹堡製作效率,同時章魚哥可以精進點餐體驗。

缺點:

  • 效能瓶頸:隨著業務量增加,海綿寶寶的產能會漸漸到達瓶頸,並難以改善。

適用場景:

  • 網頁應用開發:前端負責用戶界面,後端處理業務邏輯和資料儲存。
  • 移動應用開發:App 介面為前端,服務器端 API 為後端。

3. 分散式架構 (Distributed Architecture)

階段:蟹堡王連鎖店

經營一段時間的蟹堡王在海底世界聲名大噪,為了解決供不應求,開始在各個海底城市開設分店:

  • 總店:蟹老闆負責整體品牌管理和業務策略。
  • 分店:每家分店都有自己的海綿寶寶(廚師)、章魚哥(收銀員)和派大星(服務生)。

特點:

  • 架構複製,每家分店都能獨立運作,從採購食材到提供服務全程自主。
  • 總店制定標準,但分店可以根據當地海底居民口味稍作調整(可想像成因應不同地區語言而相應調整的設計)。

優點:

  • 高度自主:各分店可以靈活應對本地需求,如珊瑚城分店可以添加珊瑚粉末增添風味。
  • 風險分散:一家店的問題(如遭遇大海怪襲擊)不會影響其他分店運營。

缺點:

  • 管理複雜:蟹老闆需要在保持蟹堡王品牌一致性和本地化之間取得平衡。
  • 資源重複:每家店都需要培訓自己的海綿寶寶,可能造成資源浪費。

適用場景:

  • 大規模電商平台:不同服務(如訂單、庫存、支付)分佈在不同伺服器。
  • 社交媒體應用:用戶資料、貼文、消息等功能分散處理。
  • 雲端服務:如分佈式存儲系統、大數據處理平台。
  • 全球化業務:在不同地理位置部署服務,提高訪問速度和可用性。

4. 事件驅動架構 (Event-Driven Architecture)

階段:現代化的蟹堡王

業務量持續的擴增,為了提高效率,蟹老闆引入了自動化系統:

特點:

  • 安裝了自助點餐機,當顧客點餐後立即觸發後續事件流程(事件導向設計)。
  • 各工作站(美味蟹堡、海藻薯條、珊瑚可樂)依據訂單自動進入製作流程。

優點:

  • 高效率:系統自動分配訂單到不同工作站,實現並行處理,大大縮短了海底居民的等待時間。
  • 模組化:易於添加新品項或調整流程,如推出限定版珍珠蟹堡時,只需更新系統設置。

缺點:

  • 系統依賴:如果點餐系統被皮老闆入侵破壞,可能導致餐廳陷入混亂(仰賴消息隊列)。
  • 初期投資大:由於調整架構,蟹老闆需要投入大量錢錢來升級設備,蟹老闆可能會哭哭。

適用場景:

  • 即時通訊應用:處理大量實時消息和通知。
  • 物聯網(IoT)系統:處理來自各種設備的事件和數據流。
  • 股市交易系統:快速響應市場變化和交易請求。
  • 遊戲伺服器:處理玩家的即時操作和遊戲世界的變化。

5. 微服務架構 (Microservices Architecture)

階段:蟹老闆的海底餐飲帝國

隨著蟹老闆的事業進一步擴張,發展成為老蟹海底餐飲集團:

  • 主打不同類型的餐飲品牌:蟹堡王快餐、珊瑚咖啡廳、海藻沙拉吧、蝦霸健身餐廳等。
  • 每個品牌都有自己的特色團隊,如海綿寶寶領導的蟹堡王團隊、蝦霸負責的海底健身餐廳等。

特點:

  • 每個品牌(服務)獨立運作,專注於自己的特色。
  • 蟹老闆負責整體戰略決策,各品牌經理(如海綿寶寶)負責具體運營。

優點:

  • 高度專業化:每個品牌可以專注提升自己的特色,如蟹堡王專注於更完美的美味蟹堡。
  • 靈活性:可以輕鬆新增或移除品牌,不影響其他業務。

缺點:

  • 管理複雜:蟹老闆需要協調多個品牌,確保整體的海底風味一致性。
  • 溝通挑戰:處理跨品牌的合作(如蟹堡配珊瑚咖啡的優惠活動)可能較為複雜。

適用場景:

  • 大型企業應用:如 ERP 系統,模組化拆分服務(人力資源、財務、庫存等)。
  • 電商平台:訂單、庫存、用戶、支付等每個核心功能都是獨立的微服務。

結語

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20240924/201685862PWVo6OO5f.png
永遠沒有一種架構是最佳的選擇。選擇合適的架構是一個動態的過程,需要根據產品生命週期的不同階段和具體需求來做出相應的決策。在產品初期,快速開發可能更為重要;而在產品成熟期,則需要為未來的擴展和複雜業務需求做好準備。

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