微服务简述

一、微服务定义

The microservice architectural style is an approach to developing a single application as a suite of small services, each running in its own process and communicating with lightweight mechanisms, often an HTTP resource API. These services are built around business capabilities and independently deployable by fully automated deployment machinery. There is a bare minimum of centralized management of these services , which may be written in different programming languages and use different data storage technologies.

  1. a single application as a suite of small services
  2. running in its own process and communicating with lightweight mechanisms(eg. HTTP)
  3. each service may be written in different programming languages and use different data storage technologies

二、微服务目的

传统web开发方式,通过对比比较容易理解什么是Microservice Architecture。和Microservice相对应的,这种方式一般被称为Monolithic(比较难传神的翻译)。所有的功能打包在一个WAR包里,基本没有外部依赖(除了容器),部署在一个JEE容器(Tomcat,JBoss,WebLogic)里,包含了 DO/DAO,Service,UI等所有逻辑。


传统web框架

Monolithic比较适合小项目,优点是:

  • 开发简单直接,集中式管理
  • 基本不会重复开发
  • 功能都在本地,没有分布式的管理开销和调用开

缺点是:

  • 开发效率低:所有的开发在一个项目改代码,递交代码相互等待,代码冲突不断
  • 代码维护难:代码功能耦合在一起,新人不知道何从下手
  • 部署不灵活:构建时间长,任何小修改必须重新构建整个项目,这个过程往往很长
  • 稳定性不高:一个微不足道的小问题,可以导致整个应用挂掉
  • 扩展性不够:无法满足高并发情况下的业务需求

微服务的目的是有效的拆分应用,实现敏捷开发和部署

Microservice Architecture

关于拆分,《The art of scalability》一书里提到的scale cube比较容易理解如何拆分,X轴代表运行多个负载均衡器之后运行的实例,Y轴代表将应用进一步分解为微服务(分库),数据量大时,还可以用Z轴将服务按数据分区(分表)


scale cube

三、MSA和SOA

微服务架构(MSA)与 面向服务架构(SOA)相似之处,比如,都是面向服务。通常 SOA 意味着大而全的整体单块架构系统(monolithic)的解决方案。这让设计、开发、测试、发布都增加了难度,其中任何细小的代码变更,都将导致整个系统的需要重新测试,部署。而微服务架构恰恰把所有服务都打散,设置合理的颗粒度,各个服务间保持低耦合,每个服务都在其完整的生命周期中存活,互相之间影响降到最低。

四、微服务实践

客户端如何访问这些服务?

原来的Monolithic方式开发,所有的服务都是本地的,UI可以直接调用,现在按功能拆分成独立的服务,跑在独立的一般都在独立的虚拟机上的 Java进程了。客户端UI如何访问他的?后台有N个服务,前台就需要记住管理N个服务,一个服务下线/更新/升级,前台就要重新部署,这明显不服务我们拆分的理念,特别当前台是移动应用的时候,通常业务变化的节奏更快。另外,N个小服务的调用也是一个不小的网络开销。还有一般微服务在系统内部,通常是无状态的,用户登录信息和权限管理最好有一个统一的地方维护管理(OAuth)。

所以,一般在后台N个服务和UI之间一般会一个代理或者叫API Gateway,他的作用:

  • 提供统一服务入口,让微服务对前台透明
  • 聚合后台的服务,节省流量,提升性能
  • 提供安全,过滤,流控等API管理功能

实现方式:

  • 软硬一体的盒子
  • 简单的MVC框架
  • Node.js的服务端
  • 待续
API Gateway

服务间通信(IPC)

同步调用

  • REST(JAX-RS,Spring Boot)
  • RPC(Thrift, Dubbo)
RPC遇到了REST

异步消息调用

  • Kafka
  • Notify
  • MetaQ

服务怎么找寻?

在微服务架构中,一般每一个服务都是有多个拷贝,来做负载均衡。一个服务随时可能下线,也可能应对临时访问压力增加新的服务节点。服务之间如何相互 感知?服务如何管理?这就是 服务发现 的问题了。

服务发现的三种方式:
第一种:如下图所示,传统的服务发现(大部分公司的做法)。服务上线后,通知运维,申请域名,配置路由。调用方通过dns域名解析,经过负载均衡路由,进行服务访问。缺点: LB的单点风险,服务穿透LB,性能也不是太好

独立LB

第二种:也叫客户端发现方式。如下图所示。通过服务注册的方式,服务提供者先注册服务。消费者通过注册中心获取相应服务。并且把LB的功能移动到了消费者的进程内,消费者根据自身路由去获取相应服务。优点是,没有了LB单点问题,也没有了LB的中间一跳,性能也比较好。但是这种方式有一个非常明显的缺点就是具有非常强的耦合性。针对不同的语言,每个服务的客户端都得实现一套服务发现的功能。

进程内LB

第三种:也叫服务端发现方式,如下图所示。和第二种很相似。但是LB功能独立进程单独部署,所以解决了客户端多语言开发的问题。唯一的缺点就是运维成比较高,每个节点都得部署一个LB的代理,例如nginx。

主机独立进程LB

服务挂了怎么办?

  • 重试机制
  • 限流
  • 熔断机制
  • 负载均衡
  • 降级(本地缓存)

五、微服务框架主要问题总览

  • API Gateway
  • 服务间调用
  • 服务发现
  • 服务容错
  • 服务部署
  • 数据调用
微服务架构考虑的问题

参考文章

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