scale cube(伸缩立方/扩展立方)学习

scale cube,scale是扩展或者伸缩的意思,cube就是一个立方体。接下来简单介绍一下这个cube的意思。本文主要参考了akf scale-cube

Q: 什么是scale cube?

A:可以翻译为伸缩立方,或者扩展立方。它总结了应用进行扩展/伸缩的三个方向,每个方向是立方体的一个轴。如图:

AKF_Scale_Cube.gif

其中XYZ轴分别表示:

  • X轴,水平扩展,即将服务和数据复制多份
  • Y轴,根据功能对应用进行拆分(比如微服务)
  • Z轴,根据服务或者数据进行分区

Y轴是根据"Disimilar Things"进行拆分,即不相似的东西,拆成独立的服务;Z轴是根据"Similar Things",即将相似的东西放到一起。比如根据用户的来源地进行拆分,来自于中国北方的访问一个副本,来自于南方的访问另一个副本。

如图:


Scale_Cube_2.gif

Q: scale cude中的X轴怎么理解?

A: 简单来说,就是将应用变为几个副本,前面加上一个负载均衡器,使用一些负载均衡策略将流量导到各个副本上,以实现对更多流量的响应。

好处:

  • 实现起来简单容易、快速
  • 事务支持良好

坏处:

  • 存储。如果每个副本拥有自己的存储,那么占用的存储空间就会增大。
  • 缓存。并没有处理缓存问题。
  • 如果应用本身是有状态的,比如具有session,或者要求session被存储起来,那么多副本伸缩就较难处理。

如图:


X_Axis_Scale_Cube.gif

其中:

  • Web层,表示对Web Servers(Web服务器)进行复制,并且做负载均衡。如果是一个web应用,放到了tomcat里面,那么web层的X轴扩展就是多个tomcat实例。
  • App层,将session存储在浏览器或者独立的缓存中,这样才能复制出多个副本。这些副本或者使用浏览器中的session,或者使用同一个地方对session进行缓存。
  • DB层。使用读写分离。读副本为只读业务场景服务,如报告、搜索等业务场景,就使用读副本。

一般来说,数据库的多副本和应用层的多副本处理方式是不一样的。常见的就是多个副本使用同一个数据库,数据库进行读写分离。

Q: scale cube中的Y轴怎么理解?

A: 简单来说,就是将一个大的应用分割为多个小的服务。分割的标准是不相似度(dissimilar)。这个跟大应用中的模块有些类似,模块与模块之间往往是不相似的。只是模块运行在同一个进程中,现在是将模块运行在不同的进程中。比如订单管理、顾客管理就可以分为不同的小的服务,共同组成电商应用。

优点:

  • 对事务的扩展良好(呃...不太明白这点)
  • 每个服务可以自由进行扩展
  • 组织机构可以进行扩展
  • 缓存命中率提升。因为各个服务可以自行设计数据库和缓存策略了嘛
  • 可以通过故障隔离来增加可用性。以前是一个单体的话,某个地方出错了,整个单体进程就挂了。如果是微服务,某个服务出错了,其他服务依然可以继续运行。

缺点:

  • 架构需要更多的时间
  • 带来了更多的服务,造成了更高的复杂度

如图:


Y_Axis_Scale_Cube.gif

这个方向就跟微服务是一样的了。将单个应用拆分为多个微服务,也就符合微服务架构的优点和缺点了。

Q: scale cube中的Z轴怎么理解?

A: z轴更像是根据相似的东西进行切分。这里举两个例子就比较容易理解了:

  • 根据客户(customer)的id,进行区分。比如10000号之前的客户的流量导入到副本A,10000号之后的导入到副本B
  • 根据商品的sku,进行区分。某些sku由副本A进行处理,其他的由副本B处理。

优点:

  • 对事务的扩展良好(呃...不太明白这点)
  • 减少了响应时间。比如按地域进行分割,湖南的请求到达的就是湖南的服务器
  • 增加了缓存命中率。缓存的数据量减少了,自然命中率就上升了。比如数据从所有的customer,变成了10000号以内的customer,自然数据量就减少了。
  • 可以有故障隔离了。比如副本A出问题了,影响的只是10000号以内的customer,其余的不影响。

缺点:

  • 架构需要花更多时间
  • 复杂度增加

如图:


Z_Axis_Scale_Cube.gif

Q: 为什么是个立方呢?

A: cube,立方的意思就是。这三个维度并不是完全独立的,他们可以同时进行,以达到扩展的目的。
考虑立方中的某个点,就是既有X轴上的值,又有Y轴上的值,又有Z轴上的值。也就是说,一个系统里面,可能是微服务的,可能针对某个服务做了多副本及负载均衡的,同时针对customer id进行了分区的。

Q: scale cube和微服务是什么关系?

A: 很明显,scale cube中的Y轴就是通过dissimilar things,将应用划分为多个微服务。所以微服务是scale cube的一个方向。至于scale cube能不能用于微服务拆分,这里可取的就是dissimilar了。也就是说,要判断业务模块之间的相似性,区分其不同,相似的放一块,不同的就拆分为多个微服务。

参考资料:
[1] https://akfpartners.com/growth-blog/scale-cube/

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