架构设计是研发最核心的环节，也是架构师的必备技能，下面我就全面来详解@mikechen
架构设计定义
架构设计：是指在软件系统开发过程中，对系统整体结构、组件之间的关系、模块的划分…等方面进行设计、和规划的过程。
这一过程会涉及到：对系统的需求分析、设计决策、技术选型、模块划分、接口定义、单元测试、性能优化…等多个方面。
如下图所示：
一个好的架构设计，能够保证系统具有良好的可维护性、可扩展性、可靠性和性能，是应用建设里面的最核心环节。
架构设计模式
随着互联网的发展软件架构，从单体架构、到分布式…到如今基础设施的变革，我们迎来了云原生时代。
在云原生时代，软件架构已经不再局限于单体、或分布式架构，而是更加注重将应用程序、与云计算环境无缝集成。
以实现更高的敏捷性、弹性和可靠性，整体上架构设计模式，主要分为如下几类：
1、单体架构
单体架构（Monolithic Architecture）是一种传统的软件架构模式，它将整个软件系统构建为一个单一的、统一的应用程序。
在单体架构中，所有的功能模块、和组件都集中在同一个代码库中，并部署在同一个运行环境中。
如下图所示：
单体架构的设计简单直观，适合小型的应用程序或初创阶段的项目。
但随着应用程序规模的扩大和业务的复杂性增加，单体架构逐渐显露出了性能瓶颈、可扩展性差、耦合度高…等问题。
如果当单体架构的局限性会逐渐显现出来，此时通常需要考虑采用分布式架构、或者云原生架构来解决这些挑战。
2、分层架构
分层架构（Layered Architecture）是一种常见的软件架构模式，也被称为水平分层架构、或分层式架构。
在分层架构中，软件系统被划分为多个水平层次（或称为层）。
每个层次都具有特定的功能和责任，并且每个层次之间的交互是单向的，上层层次可以调用下层层次的服务。
最常见的就是是四层结构，如下图所示：
- 表示层（Presentation Layer）：表示层负责与用户进行交互，展示数据给用户并接收用户的输入，它包括用户界面设计、页面渲染、用户输入处理等功能。
- 应用层（Application Layer）：应用层是系统的核心层，负责实现系统的业务逻辑和流程，它包括应用程序的主要功能和业务规则，协调各个子系统之间的交互。
- 领域层（Domain Layer）：领域层包含了系统的领域模型和业务对象，负责实现系统的业务逻辑，它包括了系统的核心业务规则和数据处理逻辑。
- 数据访问层（Data Access Layer）：数据访问层负责与数据存储进行交互，包括：数据库的读写操作、数据模型的映射等功能。
由于每个层次都是独立的，因此可以更容易地实现功能的复用，提高了系统的重用性和开发效率。
3.事件驱动架构
事件驱动架构（Event-Driven Architecture，EDA）是一种软件架构模式，其中系统的不同组件之间通过事件进行通信和协作。
事件驱动架构，通过事件的发布、和订阅机制实现了组件之间的松耦合，可以更容易地进行功能扩展和系统升级。
事件驱动架构通常，包括以下几个关键组件：
分别是:
- 事件生产者（Event Producer）：负责产生、和发布事件到事件总线、或消息队列中。
- 事件总线（Event Bus）：用于传输、和分发事件到订阅者。
- 事件订阅者（Event Subscriber）：订阅感兴趣的事件，并在事件发生时接收、和处理事件。
- 事件处理器（Event Handler）：用于处理接收到的事件，执行相应的业务逻辑。
事件驱动架构适用：于需要实现解耦、异步通信、实时处理等功能的系统，
特别适合于复杂、分布式和实时性要求高的应用场景，如大规模数据处理、实时监控、和分布式系统集成等。
3.MVC架构
MVC架构是一种常见的软件架构模式，用于构建交互式的应用程序，例如：Web应用程序、和桌面应用程序。
MVC架构将应用程序分为三个核心组件：Model（模型）、View（视图）和Controller（控制器）。
如下图所示：
- Model（模型）：模型负责表示应用程序的数据和业务逻辑，它通常包括数据结构、数据库操作、业务规则以及数据的验证和处理。
- View（视图）：视图负责展示模型中的数据给用户，并接收用户的输入，它通常包括用户界面的设计、布局、样式和交互等内容。
- Controller（控制器）：控制器负责处理用户的输入、和请求，并根据需要更新模型、和视图。
应用场景：
MVC架构，被广泛应用于构建Web应用程序，并成为了许多流行的Web框架和平台的核心设计理念。
4.微服务架构
微服务架构（Microservices Architecture），是将应用程序划分为一组小型、自治的服务，每个服务都专注于执行一个特定的业务功能。
如下图所示:
微服务架构，会涉及到如下组件：
1、服务注册与发现（Service Discovery）
服务注册与发现组件，用于注册和发现微服务的位置、和实例信息。
2、API 网关（API Gateway）
API 网关是一个入口点，用于接收客户端的请求并将请求路由到适当的微服务。
API 网关可以处理请求路由、负载均衡、安全认证、请求转换等功能，并提供统一的接口给客户端。
3、负载均衡（Load Balancer）
负载均衡组件，用于分发客户端请求到多个服务实例中，以实现请求的负载均衡和高可用性。
负载均衡可以基于不同的策略进行请求分发，如：轮询、随机、权重….等。
4、配置中心（Configuration Center）
配置中心用于集中管理微服务的配置信息，如：数据库连接信息、服务端口、日志级别等。
5、服务监控与管理
服务监控与管理组件，用于监控和管理微服务的运行状态和性能指标，它可以收集服务的日志、指标和追踪信息。
5.云架构
云架构（Cloud architecture），又称云计算架构，是指如何整合各种技术和服务，以在云环境中构建应用程序和系统。
云架构的设计需要，考虑到云服务模型（如：IaaS、PaaS、SaaS）。
如下图所示：
1、IaaS（Infrastructure as a Service）基础设施即服务
IaaS提供了基础的计算、存储和网络资源，用户可以通过虚拟化技术使用这些资源，构建自己的应用程序和环境。
2、PaaS（Platform as a Service）平台即服务
PaaS提供了应用程序开发和部署所需的平台和工具，包括：开发工具、数据库、消息队列、Web服务器等。
用户可以在PaaS平台上开发、测试和部署应用程序，无需关心底层的基础设施。
3、SaaS（Software as a Service）软件即服务
SaaS提供了基于云的应用程序服务，用户通过互联网访问并使用这些应用程序，无需安装、配置或管理任何软件。
典型的SaaS应用程序，包括：电子邮件服务（如Gmail）、办公套件（如Google Docs、Microsoft Office 365）、客户关系管理（CRM）系统（如Salesforce）等。
总之，IaaS、PaaS和SaaS是云计算服务模型的三种主要形式，它们提供了不同级别的云服务。
架构设计六大原则
架构设计都会涉及到原则，以下是常见的6大设计原则：
1.单一职责原则
每个模块、或组件应该只有一个单一的责任，这样可以使系统更加清晰和易于理解，减少代码的复杂度。
2.接口隔离原则
接口隔离原则，它指导着如何设计接口，以及如何将接口进行划分，以使得系统更加灵活、可扩展和易于维护。
接口隔离原则的核心思想是：
- 客户端不应该强制依赖于，它不需要的接口。
- 接口应该小而精简，满足客户端的特定需求，而不是提供过多的功能。
通过遵循接口隔离原则，可以使得系统的组件之间的耦合度降低，提高系统的灵活性和可维护性。
3.依赖倒置原则
依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle），简称DIP，是面向对象设计中的一项原则。
依赖倒置原则，它指导着如何设计软件组件之间的依赖关系。
主要会涉及到：
- 高层模块不应该依赖于，低层模块，而是应该依赖于抽象。
- 抽象不应该依赖于具体实现细节，而是具体实现细节应该依赖于抽象。
4.里氏替换原则
里氏替换原则要求子类对象，能够替换父类对象，并且不影响系统的功能正确性。
换句话说，子类应该保持与父类一致的行为，而且在任何使用父类的地方都应该能够安全地替换为子类对象。
5.开闭原则
开闭原则，指导着如何设计软件系统使得系统对扩展开放，对修改关闭。
比如：软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。
换句话说，软件系统的设计应该允许在不修改现有代码的情况下，进行功能扩展。
6.迪米特法则
迪米特法则也称为最少了解原则，它要求对象之间的通信应该尽可能的简单，并且对象不应该直接与陌生对象通信。
作者简介
陈睿|mikechen，10年+大厂架构经验，BAT资深面试官，就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。
关注作者「mikechen」公众号，获取更多技术干货！
后台回复【架构】，即可获取《阿里架构师进阶专题全部合集》，后台回复【面试】即可获取《史上最全阿里Java面试题总结》