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系统架构基础

系统架构基础

一条用户请求从客户端发出到收到响应，穿过接入层、服务层与数据层；异步操作经由消息队列在后台完成。看懂这条链路，才知道砍成本、提性能、排风险要动哪一层。产品侧「业务 / 应用 / 技术 / 数据」四层地图见 AI 系统架构。

整体架构总览

典型请求链路：

flowchart LR
    subgraph access["接入层"]
        web[Web 前端]
        app[移动端 App]
        mini[小程序]
    end
    subgraph service["服务层"]
        gateway[API 网关]
        api[服务端 API]
        worker[异步任务]
    end
    subgraph async["异步层"]
        mq[消息队列]
    end
    subgraph data["数据层"]
        db[(数据库)]
        cache[(缓存)]
    end
    subgraph external["外部依赖"]
        third[第三方服务]
    end
    web --> gateway
    app --> gateway
    mini --> gateway
    gateway --> api
    api --> db
    api --> cache
    api --> mq
    mq --> worker
    worker --> third
    api -.-> third

Web / App / 小程序请求先到 API 网关。网关做统一入口（鉴权、限流、路由），转发给服务端 API。服务端读写数据库与缓存；数据库保存业务事实，缓存只加速读取。异步操作写入消息队列，由 Worker 消费并调用下游；需同步外部能力时直连第三方服务。消息队列属于异步层；业务事实写在数据库。

前端与客户端

Web 前端：渲染方式决定 HTML 生成时机、首屏、SEO、数据时效和交互启动；SSG、SSR、CSR 可以按页面和组件混合使用。SPA 描述路由与页面切换形态，不与这些渲染方式并列。术语和选型详见 前端渲染技术与黑话。

  • 移动端 App：原生（iOS/Android）与跨端框架（React Native、Flutter）两类。发版受应用商店审核约束，更新周期以天到周计。
  • 小程序：平台托管运行，受平台 API 与审核约束，更新即时。
  • 桌面端：Electron 等方案打包，资源开销大，更新节奏慢。

与后端交互：

  • HTTP API：请求-响应模型，适合读写数据；客户端轮询获取状态变化
  • WebSocket：长连接双向推送，适合实时消息、协作编辑、行情
  • SSE：服务端单向推送，适合通知、流式输出（大模型逐字返回）
  • API 版本化：接口变更不破坏老客户端，路径加 /v1、/v2 或 header 标记版本

PM 关注：

  • 发版节奏：Web 静态资源发布快，仍受 CDN 缓存与服务端渲染发布约束；App 受应用商店审核，周期以天到周计；小程序通常快于商店，仍须过平台审核，不能当成即时开关。后端发版要兼容所有存量客户端。
  • 兼容性：老客户端不升级时，后端接口必须向后兼容；API 版本化是基本手段。
  • 性能指标：首屏耗时、白屏时间、接口响应时间，直接决定转化与留存。

后端与服务端

后端服务接收请求，完成鉴权、业务编排、数据读写和外部调用。单体、模块化单体和微服务是不同的部署与边界选择，不代表固定的产品规模或技术先进程度。接口契约、服务拆分、无状态、扩容与故障处理详见 后端与服务端术语；登录、会话与授权详见 身份认证与权限。

PM 关注：

  • 接口契约：前后端、服务之间以接口契约为准，改动要评估影响面与兼容性。
  • 依赖的服务清单：一个功能依赖哪些内部服务与外部依赖，出故障才知道影响范围。
  • 扩容成本：水平扩容按流量增加实例与成本；无状态和共享状态设计决定能否扩展。

数据库

数据库保存业务事实，关系型数据库、文档数据库、键值存储和搜索引擎分别适合不同的数据模型与访问模式。事务、Schema、索引、复制、迁移、备份和恢复详见 数据库与数据存储术语。

常见分工：关系型数据库承载结构化事务；文档或键值数据库适合特定访问模式；搜索引擎服务全文检索；Redis 既可做分布式缓存，也可承担会话、计数等轻量状态。

PM 关注：

  • 事实归属：明确哪一个系统保存最终业务事实，缓存、搜索索引和副本不能无条件替代它。
  • 数据模型变更：加字段、改结构要评估迁移、老数据兼容、回填、校验与回滚。
  • 规模与恢复：容量、备份、复制延迟、RPO 与 RTO 都要纳入成本和上线验收。

缓存

缓存把热点数据放到更近的存储，降低延迟并保护数据库；同时引入缓存副本、过期和一致性风险。CDN、本地缓存、分布式缓存、TTL 以及击穿/穿透/雪崩详见 缓存技术与黑话。

常见分层：CDN 负责静态资源和公共响应的就近分发；本地缓存读取最快但实例间不共享；分布式缓存供多个服务实例共享热点数据、会话和计数。

PM 关注：

  • 缓存降本，也引入脏数据：缓存与数据库不一致时，用户读到旧数据。
  • 数据一致性要求高的场景（订单、余额）慎用缓存；允许短暂滞后才用。
  • 缓存击穿、穿透、雪崩和集群不可用都要有回源限流与降级方案。

消息队列

消息队列在生产者和消费者之间提供缓冲，承担解耦、削峰和异步。引入后要面对重复、乱序、积压、重试和死信，不能把「写入队列成功」当作业务已经完成。投递语义、幂等、背压和补偿详见 消息队列与异步系统。

PM 关注：

  • 引入时机：同步调用链路过长、峰值流量打垮系统、需要解耦多个下游时考虑。
  • 结果可见性：异步任务要有状态、进度、通知和失败入口，区分已提交与已完成。
  • 可靠性代价：消息丢失、重复消费、顺序问题、消费积压和运维复杂度要一并承担。

第三方服务

支付、短信/通知、地图、OAuth 登录、对象存储、SaaS API、风控/内容安全和模型 API 都属于外部依赖。服务集成、Webhook、SLA、配额、数据出域、降级和供应商退出详见 第三方服务与外部依赖。

集成风险：

  • 供应商不可用：第三方故障时主链路要降级与熔断，必要时走备用通道。
  • 数据出域合规：数据传给第三方要过合规评审，用户隐私尤其严格。
  • 依赖锁定：供应商涨价、下线、改接口，切换成本高；适配层和退出预案要提前建设。

PM 关注：

  • 选型时评估 SLA、配额、计费和替代方案：功能之外，重点看可用性承诺与退出通道。
  • 第三方故障：降级策略要在产品里想好（提示文案、备用通道、缓存兜底）。
  • 写操作超时：不能直接判定失败，要通过幂等、状态查询、回调或对账确认最终状态。

AI 产品的请求链

接模型 API 时，请求链多一截：产品服务先完成鉴权与业务校验，再经模型网关或直接调用供应商，流式结果经 SSE / WebSocket 回传客户端。

flowchart LR
    user[用户] --> app[产品服务]
    app --> auth[鉴权与配额]
    auth --> gw[模型网关或直连]
    gw --> model[模型 API]
    model --> app
    app --> eval[日志、评测与成本]

产品经理要单独问清：提示词与模型版本谁发布、超时与重试会不会重复扣费、工具调用的副作用如何确认、流式中断时用户看到什么。模型供应商按外部依赖治理，详见 第三方服务与外部依赖 与 LLM API 与供应商。

架构决策对 PM 的意义

  • 砍成本：缓存挡热点读、异步削峰降机器、冷数据降存储档
  • 提性能：CDN 就近分发、索引加速、读写分离、缓存
  • 排风险：第三方降级预案、消息队列解耦、数据一致性评估

站内延伸：

来源说明

本文为通用工程知识整理，组件细节以各术语页列出的官方文档为准（访问日期 2026-09-04）：

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