APP后台架构20191205
1.架构，架构与业务紧密相关，是有业务驱动的。
2.APP后台演进原则。
App后台的架构是由业务规模驱动而演进的，App后台是为业务服务的，App后台的价值在于能为业务提供其所需要的功能，不应过度设计。
从项目的角度，当App访问量不大时，应该快速搭建App后台，让App尽快上线给用户提供服务，验证商业模式的正确性，同时快速迭代产品。
当App访问量不断上升，这时要在保证快速迭代的前提下，同时兼顾高性能和高可用。
当App访问量达到一定阶段后，增长曲线就会放缓，但业务变得更加复杂，对高性能和高可用的要求也更高，性能问题、模块间的耦合、代码的复杂性会更加突出和明显，这时要使用业务拆分、分布式服务调用，甚至是技术转型等问题。
1.项目启动时，单机部署。
app后台一个极简化的架构：
一开始就使用Redis的好处：
既能用作缓存，又能充当队列服务，而且并发性能高，能在长时间内应对业务压力，非常适合初期的项目。
这里使用Redis验证用户信息，充当消息队列。
而文件服务初期可以选择 文件云存储服务，或者自己搭建一个资源服务器。
2.项目一定规模时，分布式部署：
看一个百万到千万级的架构：
这里新增了专门用于连接内部服务器的SSH服务的外网通道，保证SSH操作随时可用，同时加入了服务器集群，提供负载能力。
随着业务的发展，某些数据表的规模会以几何级增长，当数据达到一定规模时，查询读取性能就下降的厉害，数据库主从的架构不能应对业务上的读写压力，这时架构上要考虑分表（水平拆分／垂直拆分）。
当业务继续不断发展，数据库分表后的读写性能也可能没法满足业务上的需求，这时只能采用进一步的拆分策略——分库。用 Cobar 或者 MyCat 等关系型数据等分布式处理系统后，分库后的架构如下：
3.可供选择的成熟稳定的开源软件
| 功能 | 可供选择的开源软件 |
|---|---|
| 项目管理软件 | Mantis、BugFree |
| 代码管理软件 | SVN、Git |
| 编程语言 | Java、PHP、Python等 |
| 服务器系统 | CentOS、Ubuntu |
| HTTP／HTTPS服务器 | Nginx、Tomcat、Apache |
| 负载均衡 | Nginx、LVS、HAProxy |
| 邮件服务 | Postfix、Sendmail |
| 消息队列 | RabbitMQ、ZeroMQ、Redis |
| 文件系统 | Fastdfs、mogileFS、TFS |
| Android推送 | Androidpn、gopush |
| IOS推送 | Javapns、Pyapns |
| 地理位置查询LBS | MongoDB |
| 聊天 | Openfire、ejobberd |
| 监控 | ngiOS、zabbix |
| 缓存 | Memcache、Redis |
| 关系型数据库 | MySQL、MariaDB、PostgreSQL |
| NoSQL数据库 | Redis、MongoDB、Cassandra |
| 搜索 | Coreseek、Solr、ElasticSearch |
| 图片处理 | GraphicsMagick、ImageMagick |
| 分布式访问服务 | dubbo、dubbox |
4.可供选择的可靠云服务
对于初创公司还是建议尽可能的使用成熟可靠的云服务和开源软件，自身只专注于业务逻辑。
| 功能 | 可供选择的云服务 |
|---|---|
| 项目管理工具 | Teambition、Tower |
| 代码托管平台 | GitHub、Gitlab、Bitbucket、CSDN CODE、Coding |
| 负载均衡 | 阿里云SLB、腾讯云CLB |
| 邮件服务 | SendCloud、MailGun |
| 消息队列 | 阿里云MNS、腾讯云CMQ |
| 文件系统、图片处理 | 七牛云、阿里云对象存储OSS、腾讯云对象存储COS |
| Android推送 | 极光、个推、百度推送 |
| IOS推送 | 极光、个推、百度推送 |
| 聊天 | 融云、环信 |
| 监控 | 监控宝、云服务器自带的监控服务 |
| 缓存 | 阿里云缓存服务、腾讯云弹性缓存 |
| 关系型数据库 | 阿里云RDS、腾讯云CDB |
| NoSQL数据库 | 阿里云NoSQL产品、腾讯云NoSQL产品 |
| 搜索 | 阿里云开放搜索、腾讯云搜TCS |
| 分布式访问服务 | 阿里云EDAS |
| 防火墙 | 阿里云云盾、腾讯云安全 |
| 短信发送 | shareSDK、bmob、Luosimao |
| 社交登录分享 | shareSDK |
5.选择合适的数据库产品和服务器系统
数据库产品：
| 数据库 | 数据存放位置 | 查找数据的区别 |
|---|---|---|
| Redis | 内存 | 基于键值对存储，读写速度快 |
| MongoDB | 同时使用了硬盘和内存 | 每个数据有一个id（索引），知道id（索引）查询速度快，不知道id（索引）效率低 |
| MySQL（MongoDB） | 硬盘 | 每个数据有一个id（索引），知道id（索引）查询速度快，不知道id（索引）效率低 |
然后根据不同的产品需求选择恰当的数据库产品，如果没有特殊的需求，Redis做缓存系统，MySQL 或 MariaDB 做数据库（常见的设置是 数据库默认字符集utf8，默认排序utf8_general_ci） 将会是很好的选择。
软件优化：
硬件优化：
架构优化：
- 分库（把一张表的数据分别存储在不同的数据库，可用MyCat实现，MyCat，关系型数据库分布式处理软件）。
- MyCat以代理服务器的形式位于App服务器和后台数据库之间，
- 对外开放的接口是MySQL通信协议，将App服务器传过来的sql语句按照路由的规则拆解转发到不同的后台数据库，并把结果汇总返回。
mycat部署模型如下：
服务器系统：
CentOS+Ngnix+tomcat
6.选择合适的消息队列软件：
当后台系统发现完成某些小任务需要花费很多时间，而且迟点晚成也不影响整个任务的完成进度时，就会把这些小任务交给消息队列。例如发送邮件、短信、推送消息等任务都非常适合在消息队列中处理。
把这些任务放在消息队列中，可加快App后台请求都响应时间。同时消息队列也能把大量的并发请求变成串行的请求，来减轻服务器的负担。
常见的消息队列软件有：
| 消息队列软件 | 说明 |
|---|---|
| RabbitMQ | 重量级，适合企业级的开发，自带Web监控界面，方便监控队列的情况 |
| Redis | 轻量级，是一个key-value系统，但是也支持消息队列这种数据结构，App后台中Redis被广泛使用 |
| ZeroMQ | 号称最快，尤其针对大吞吐量的需求场景 |
| ActiveMQ | Apache的一个子项目，能够以代理人和点对点的技术实现队列 |
7.使用分布式服务实现服务的复用：
随着业务不断增加，后台系统由一个单一应用膨胀为一个巨无霸系统，系统中聚合了大量的应用和服务，各个模块之间有很多功能重复实现（例如登录模块），造成了开发、运维、部署的麻烦。
解决这些问题的方法就是把重复实现的模块独立部署为远程服务，新增的业务调用远程服务所提供的功能实现相关的业务，不依赖于里面具体的代码实现。
8.实现远程服务可以 参考 REST设计原则 和 RPC远程调用协议。
开源的RPC库有：
| 开源的RPC库 | 说明 |
|---|---|
| Hprose | 轻量级、跨语言、跨平台、无侵入式、高性能动态远程对象调用引擎库 |
| Dubbo | 分布式服务框架，致力于提供高性能和透明化的RPC远程调用服务和SOA服务治理方案 |
9.用户验证方案最佳实践：
App操作中经常涉及用户登录操作，登录就需要使用到用户名和密码，为了安全起见，在登录过程中暴漏密码的次数越少越好。
1.HTTPS协议是 HTTP协议 和 SSL／TLS协议 的组合。其是一个安全通信通道，基于HTTP开发，用于在客户计算机和App后台之间交换信息。其使用安全套接字层（SSL）进行信息交换，简单来说就是HTTP的安全版。
HTTPS实际上应用了安全套接字层（SSL）作为HTTP应用层的子层。
HTTPS的模型：
| HTTP |
|---|
| SSL／TLS（安全套接字层／传输层安全协议） |
| TCP |
| IP |
| 网络传输 |
避免信息的泄漏，最基本的方案是所有涉及安全性的API请求都必须使用HTTPS协议。
2.选择JSON作为数据交换格式
JSON是一种轻量级的数据交换格式，采用完全独立于语言的文本格式，易于编写，也易于机器解析和生成，而且对比XML更省流量，这些特性使得JSON成为理想的数据交换语言。
3.基本的用户验证方案
传统Web网站使用Cookie+Session保持用户的登录状态，App后台则使用token进行验证，流程如下：
此时App已经获取到了token值，为了安全，我们不在网络上传输token，而使用签名校验（这里使用URL签名）的方式，API请求加上URL签名sign和用户id后如下：
test.com/user/update?uid=2&sign=3f1e736bc4ae958ae7e8500b45aefdbb&age=22
这样，token就不需要附在URL上了。App后台签名校验流程如下：
还有的童鞋喜欢设置时间戳，这样时间一长，URL就失效了，也是一种不错的进一步的优化方案。
建议：为了保障数据安全，这里建议 同时使用 HTTPS 和 签名校验。
结束语：在移动互联网项目中，产品的研发讲求 小步快走，快速迭代。 架构的设计也可以遵循同样的思路。