早上看到這篇文章講的很不錯,將里面的一些觀點摘綠整理一下:http://www.oschina.net/news/70121/microservice
一、微服務概念的提出:Martin,敏捷開發方法創始人之一,《重構》《企業應用架構模式》作者,ThoughtWorks公司的首席科學家
微服務的流行,Martin功不可沒,這老頭也是個奇人,特別擅長抽象歸納和制造概念,我覺的這就是最牛逼的markting啊,感覺這也是目前國人欠缺的能力。
Martin Fowler是國際著名的OO專家,敏捷開發方法的創始人之一,現為ThoughtWorks公司的首席科學家.福勒(Martin Fowler),在面向對象分析設計、UML、模式、軟件開發方法學、XP、重構等方面,都是世界頂級的專家,現為Thought Works公司的首席科學家。Thought Works是一家從事企業應用開發和集成的公司。早在20世紀80年代,Fowler就是使用對象技術構建多層企業應用的倡導者,他著有幾本經典書籍: 《企業應用架構模式》、《UML精粹》和《重構》等。—— 百度百科
二、微服務的目的:微服務的目的是有效的拆分應用,實現敏捷開發和部署 。
傳統的web開發方式所有的功能打包在一個 WAR包里,基本沒有外部依賴(除了容器),部署在一個JEE容器(Tomcat,JBoss,WebLogic)里,包含了 DO/DAO,Service,UI等所有邏輯。
優點是:
- 開發簡單直接,集中式管理
- 基本不會重復開發
- 功能都在本地,沒有分布式的管理開銷和調用開銷
它的缺點也非常明顯,特別對於互聯網公司來說(不一一列舉了):
- 開發效率低:所有的開發在一個項目改代碼,遞交代碼相互等待,代碼沖突不斷
- 代碼維護難:代碼功能耦合在一起,新人不知道何從下手
- 部署不靈活:構建時間長,任何小修改必須重新構建整個項目,這個過程往往很長
- 穩定性不高:一個微不足道的小問題,可以導致整個應用掛掉
- 擴展性不夠:無法滿足高並發情況下的業務需求
所以,現在主流的設計一般會采用Microservice Architecture,就是基於微服務的架構。
三、一些定義標准:系統拆分成進程獨立服務、分布式管理、自動化運維、容錯、快速演化
1. 一些列的獨立的服務共同組成系統
2. 單獨部署,跑在自己的進程里
3. 每個服務為獨立的業務開發
4. 分布式的管理
- 分布式服務組成的系統
- 按照業務而不是技術來划分組織
- 做有生命的產品而不是項目
- Smart endpoints and dumb pipes(我的理解是強服務個體和弱通信)
- 自動化運維(DevOps)
- 容錯
- 快速演化
四、實踐方法:服務管理、訪問、通信、容錯
客戶端如何訪問這些服務?
原來的Monolithic方式開發,所有的服務都是本地的,UI可以直接調用,現在按功能拆分成獨立的服務,跑在獨立的一般都在獨立的虛擬機上的 Java進程了。客戶端UI如何訪問他的?后台有N個服務,前台就需要記住管理N個服務,一個服務下線/更新/升級,前台就要重新部署,這明顯不服務我們 拆分的理念,特別當前台是移動應用的時候,通常業務變化的節奏更快。另外,N個小服務的調用也是一個不小的網絡開銷。還有一般微服務在系統內部,通常是無 狀態的,用戶登錄信息和權限管理最好有一個統一的地方維護管理(OAuth)。
所以,一般在后台N個服務和UI之間一般會一個代理或者叫API Gateway,他的作用包括
- 提供統一服務入口,讓微服務對前台透明
- 聚合后台的服務,節省流量,提升性能
- 提供安全,過濾,流控等API管理功能
我的理解其實這個API Gateway可以有很多廣義的實現辦法,可以是一個軟硬一體的盒子,也可以是一個簡單的MVC框架,甚至是一個Node.js的服務端。他們最重要的作 用是為前台(通常是移動應用)提供后台服務的聚合,提供一個統一的服務出口,解除他們之間的耦合,不過API Gateway也有可能成為單點故障點或者性能的瓶頸。
一般用過Taobao Open Platform的就能很容易的體會,TAO就是這個API Gateway。
服務之間如何通信?
因為所有的微服務都是獨立的Java進程跑在獨立的虛擬機上,所以服務間的通行就是IPC(inter process communication),已經有很多成熟的方案。現在基本最通用的有兩種方式。這幾種方式,展開來講都可以寫本書,而且大家一般都比較熟悉細節了, 就不展開講了。
- 同步調用
- REST(JAX-RS,Spring Boot)
- RPC(Thrift, Dubbo)
- 異步消息調用(Kafka, Notify, MetaQ)
一般同步調用比較簡單,一致性強,但是容易出調用問題,性能體驗上也會差些,特別是調用層次多的時候。RESTful和RPC的比較也是一個很有意 思的話題。一般REST基於HTTP,更容易實現,更容易被接受,服務端實現技術也更靈活些,各個語言都能支持,同時能跨客戶端,對客戶端沒有特殊的要 求,只要封裝了HTTP的SDK就能調用,所以相對使用的廣一些。RPC也有自己的優點,傳輸協議更高效,安全更可控,特別在一個公司內部,如果有統一個 的開發規范和統一的服務框架時,他的開發效率優勢更明顯些。就看各自的技術積累實際條件,自己的選擇了。
而異步消息的方式在分布式系統中有特別廣泛的應用,他既能減低調用服務之間的耦合,又能成為調用之間的緩沖,確保消息積壓不會沖垮被調用方,同時能 保證調用方的服務體驗,繼續干自己該干的活,不至於被后台性能拖慢。不過需要付出的代價是一致性的減弱,需要接受數據最終一致性;還有就是后台服務一般要 實現冪等性,因為消息發送出於性能的考慮一般會有重復(保證消息的被收到且僅收到一次對性能是很大的考驗);最后就是必須引入一個獨立的broker,如 果公司內部沒有技術積累,對broker分布式管理也是一個很大的挑戰。
這么多服務,怎么找?
在微服務架構中,一般每一個服務都是有多個拷貝,來做負載均衡。一個服務隨時可能下線,也可能應對臨時訪問壓力增加新的服務節點。服務之間如何相互 感知?服務如何管理?這就是服務發現的問題了。一般有兩類做法,也各有優缺點。基本都是通過zookeeper等類似技術做服務注冊信息的分布式管理。當 服務上線時,服務提供者將自己的服務信息注冊到ZK(或類似框架),並通過心跳維持長鏈接,實時更新鏈接信息。服務調用者通過ZK尋址,根據可定制算法, 找到一個服務,還可以將服務信息緩存在本地以提高性能。當服務下線時,ZK會發通知給服務客戶端。
- 客戶端做:優點是架構簡單,擴展靈活,只對服務注冊器依賴。缺點是客戶端要維護所有調用服務的地址,有技術難度,一般大公司都有成熟的內部框架支持,比如Dubbo。
- 服務端做:優點是簡單,所有服務對於前台調用方透明,一般在小公司在雲服務上部署的應用采用的比較多。
這么多服務,服務掛了怎么辦?
前面提到,Monolithic方式開發一個很大的風險是,把所有雞蛋放在一個籃子里,一榮俱榮,一損俱損。而分布式最大的特性就是網絡是不可靠 的。通過微服務拆分能降低這個風險,不過如果沒有特別的保障,結局肯定是噩夢。我們剛遇到一個線上故障就是一個很不起眼的SQL計數功能,在訪問量上升 時,導致數據庫load彪高,影響了所在應用的性能,從而影響所有調用這個應用服務的前台應用。所以當我們的系統是由一系列的服務調用鏈組成的時候,我們 必須確保任一環節出問題都不至於影響整體鏈路。相應的手段有很多:
- 重試機制
- 限流
- 熔斷機制
- 負載均衡
- 降級(本地緩存)
這些方法基本上都很明確通用,就不詳細說明了。比如Netflix的Hystrix:https://github.com/Netflix/Hystrix
WHY – 微服務的應用
這里有一個圖非常好的總結微服務架構需要考慮的問題,包括
- API Gateway
- 服務間調用
- 服務發現
- 服務容錯
- 服務部署
- 數據調用
對已微服務架構, 技術上不是問題,意識比工具重要。
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按照業務 或者客戶需求組織資源(這是最難的)
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做有生命的產品,而不是項目
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頭狼戰隊,全棧化
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后台服務貫徹Single Responsibility Principle
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VM->Docker (to PE)
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DevOps (to PE)
微服務的優點和缺點(或者說挑戰)一樣明顯。
- 優點
- 開發簡單
- 技術棧靈活
- 服務獨立無依賴
- 獨立按需擴展
- 可用性高
- 缺點(挑戰)
- 多服務運維難度
- 系統部署依賴
- 服務間通信成本
- 數據一致性
- 系統集成測試
- 重復工作
- 性能監控