《架构整洁之道》第 30 章 数据库只是实现细节

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从系统架构的角度来看,数据库并不重要,它只是一个细节,数据库与系统架构的关系,就像房屋结构和门把手的关系。

这里我们说的是数据库,并不是数据模型。数据库只是一款软件。从系统架构的角度上来讲,它只是工具,是一个达成目标的手段。一个优秀的架构师是不会让实现细节污染整个系统架构的。

关系型数据库

关系型数据库是目前的主流数据库,但不管它如何优秀精妙,对于系统架构来说,它终究只是细节。关系型数据库的表模型设计,对某一些数据访问会比较方便,但是把数据按行组织成表的结构,对于系统架构来说并没有什么重要意义。

应用程序的用例不应该知道,也不应该关心这些细节,需要了解表结构的代码应该被限制在系统架构的最外围。

很多数据访问框架,允许将数据行和数据表以对象的形式在系统内部传递。这么做从系统架构上来说是错误地,因为这会导致架构中的每一层都与数据模型绑定在一起,形成了依赖。

为什么数据库系统如此流行

数据库流行的原因是因为硬盘。随着硬盘技术发展,硬盘的体积越来越小,容量越来越大,访问速度越来越快。但是即使已经很快了,对于处理器来说还是太慢了。所以为了应对硬盘的访问速度慢,就出现了索引,缓存,查询优化器等技术。

现已经有了两种截然不同的数据库系统:文件系统,关系型数据库系统。

文件系统基于文档格式,查找文件名很方便,如果要搜索文件内容就很难。

关系型数据库系统关注的是内容,擅长查找某些共同属性的搜索。

这两种系统都是为了优化磁盘存储而设计的,我们需要根据特点来将数据组织成便于访问的模式。

假设磁盘不存在会怎样

虽然磁盘很常见,但其实它在走下坡路了,很快就会和CD磁带软盘一样成为历史。RAM正在代替一切。

现在我们考虑一下,如果所有数据都存在内存中,应该如何组织它们?需要按表格存储并按SQL查询吗?需要按文档存储,然后按目录查询吗?

当然不会,我们会将数据存储为链表哈希,等数据结构。然后用指针访或者引用来访问它们。

事实上,我们已经开始这样做了,就是缓存层。

实现层

上面所说的,就是作者认为数据库只是一个细节的原因。数据库终究只是硬盘和内存之间互相传输数据的一种手段,它只是一个可以长期存储数据的一个介质。

因此,从系统架构的角度来看,不应当关心数据库的具体细节,对磁盘本身也不应该关心。

但性能怎么办呢

性能难道不是系统架构的一个考量吗?当然是的,但是问题涉及到存储时,这些操作通常是被封装起来的,业务逻辑应当不可见。也就是说,我们确实需要快,但这终究只是底层的实现问题,和我们的业务无关。我们完全可以在底层解决访问数据的问题,而不应当和业务逻辑挂钩。

一段轶事

作者很久以前,做了一个项目,因为使用的是内存,就没有选择使用关系型数据库。但是后来来了一个市场部经理,说这需要一个关系型数据库,并说这不是一个技术问题,而是市场问题。后来公司有一位硬件工程师,也被关系型数据库所感染,他背着作者召集管理层开会,说明关系型数据库很重要。于是作者一直和这两个人做斗争。

最后作者输了,这位硬件工程师被提拔为软件开发经理。最终作者承认了他们是对的。

但这并不代表在软件工程上作者错了,作者错的原因在于,他们公司的客户合同上,明确的要求了需要使用关系型数据库。尽管这背后毫无工程逻辑,是不理智的外行的。但却又是真实存在的。

这种需求,来自于数据库厂商有效的数据库推广,他们说服了企业高管,他们的数据资产需要某种保护,而刚好数据库能够提供。

直到今天,我们依然能看到这类宣传,譬如企业级,面向服务的架构,这大多都是噱头,而跟实际的工程质量无关。

回头想想,我在这个场景中应该怎么做呢?事实上,我应该在系统的某个角落接上一个关系型数据库,在维持系统核心数据的同时,给关系型数据库提供一些安全的,受限的数据访问方式。但作者没这样做,辞职了,干起了咨询这一行。

本章小结

数据的组织结构,数据的模型,都是系统架构重要的部分,但是从磁盘上存储/读取数据的机制和手段,相对于系统架构来说,就没那么重要。关系型数据库强制我们将数据组织成表格,并且以SQL的形式访问,主要是为了存储/读取数据的机制和手段。

总而言之,数据本身很重要,但数据库仅仅是一个细节。

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