互聯網架構為什么要做服務化?


一、互聯網高可用架構,為什么要服務化?

【服務化之前高可用架構】

在服務化之前,互聯網的高可用架構大致是這樣一個架構:


(1)用戶端是瀏覽器browser,APP客戶端

(2)后端入口是高可用的nginx集群,用於做反向代理

(3)中間核心是高可用的web-server集群,研發工程師主要編碼工作就是在這一層

(4)后端存儲是高可用的db集群,數據存儲在這一層

 


更典型的,web-server層是通過DAO/ORM等技術來訪問數據庫的。

 

可以看到,最初都是沒有服務層的,此時架構會碰到一些什么痛點呢?

【架構痛點一:代碼到處拷貝】

舉一個最常見的業務的例子->用戶數據的訪問,絕大部分公司都有一個數據庫存儲用戶數據,各個業務都有訪問用戶數據的需求:


在有用戶服務之前,各個業務線都是自己通過DAO寫SQL訪問user庫來存取用戶數據,這無形中就導致了代碼的拷貝。

 

【架構痛點二:復雜性擴散】

隨着並發量的越來越高,用戶數據的訪問數據庫成了瓶頸,需要加入緩存來降低數據庫的讀壓力,於是架構中引入了緩存,由於沒有統一的服務層,各個業務線都需要關注緩存的引入導致的復雜性:


對於用戶數據的寫請求,所有業務線都要升級代碼:

(1)先淘汰cache

(2)再寫數據

對於用戶數據的讀請求,所有業務線也都要升級代碼:

(1)先讀cache,命中則返回

(2)沒命中則讀數據庫

(3)再把數據放入cache

這個復雜性是典型的“業務無關”的復雜性,業務方需要被迫升級。

 

隨着數據量的越來越大,數據庫需要進行水平拆分,於是架構中又引入了分庫分表,由於沒有統一的服務層,各個業務線都需要關注分庫分表的引入導致的復雜性:


這個復雜性也是典型的“業務無關”的復雜性,業務方需要被迫升級。

包括bug的修改,發現一個bug,多個地方都需要修改。

 

【架構痛點三:庫的復用與耦合】

服務化並不是唯一的解決上述兩痛點的方法,抽象出統一的“庫”是最先容易想到的解決:

(1)代碼拷貝

(2)復雜性擴散

的方法。抽象出一個user.so,負責整個用戶數據的存取,從而避免代碼的拷貝。至於復雜性,也只有user.so這一個地方需要關注了。

 

解決了舊的問題,會引入新的問題,庫的版本維護與業務線之間代碼的耦合:

業務線A將user.so由版本1升級至版本2,如果不兼容業務線B的代碼,會導致B業務出現問題;

業務線A如果通知了業務線B升級,則是的業務線B會無故做一些“自身業務無關”的升級,非常郁悶。當然,如果各個業務線都是拷貝了一份代碼則不存在這個問題。

 

【架構痛點四:SQL質量得不到保障,業務相互影響】

業務線通過DAO訪問數據庫:


本質上SQL語句還是各個業務線拼裝的,資深的工程師寫出高質量的SQL沒啥問題,經驗沒有這么豐富的工程師可能會寫出一些低效的SQL,假如業務線A寫了一個全表掃描的SQL,導致數據庫的CPU100%,影響的不只是一個業務線,而是所有的業務線都會受影響。

 

【架構痛點五:瘋狂的DB耦合】

業務線不至訪問user數據,還會結合自己的業務訪問自己的數據:


典型的,通過join數據表來實現各自業務線的一些業務邏輯。

這樣的話,業務線A的table-user與table-A耦合在了一起,業務線B的table-user與table-B耦合在了一起,業務線C的table-user與table-C耦合在了一起,結果就是:table-user,table-A,table-B,table-C都耦合在了一起。

隨着數據量的越來越大,業務線ABC的數據庫是無法垂直拆分開的,必須使用一個大庫(瘋了,一個大庫300多個業務表 =_=)。

 

【架構痛點六:…

 

二、服務化解決什么問題?

為了解決上面的諸多問題,互聯網高可用分層架構演進的過程中,引入了“服務層”。

 


以上文中的用戶業務為例,引入了user-service,對業務線響應所用用戶數據的存取。引入服務層有什么好處,解決什么問題呢?

 

【好處一:調用方爽】

有服務層之前:業務方訪問用戶數據,需要通過DAO拼裝SQL訪問

有服務層之后:業務方通過RPC訪問用戶數據,就像調用一個本地函數一樣,非常之爽

User = UserService::GetUserById(uid);

傳入一個uid,得到一個User實體,就像調用本地函數一樣,不需要關心序列化,網絡傳輸,后端執行,網絡傳輸,范序列化等復雜性。

 

【好處二:復用性,防止代碼拷貝】

這個不展開敘述,所有user數據的存取,都通過user-service來進行,代碼只此一份,不存在拷貝。

升級一處升級,bug修改一處修改

 

【好處三:專注性,屏蔽底層復雜度】


在沒有服務層之前,所有業務線都需要關注緩存、分庫分表這些細節。

 


在有了服務層之后,只有服務層需要專注關注底層的復雜性了,向上游屏蔽了細節。

 

【好處四:SQL質量得到保障】


原來是業務向上游直接拼接SQL訪問數據庫。

 


有了服務層之后,所有的SQL都是服務層提供的,業務線不能再為所欲為了。底層服務對於穩定性的要求更好的話,可以由更資深的工程師維護,而不是像原來SQL難以收口,難以控制。

 

【好處五:數據庫解耦】


原來各個業務的數據庫都混在一個大庫里,相互join,難以拆分。


服務化之后,底層的數據庫被隔離開了,可以很方便的拆分出來,進行擴容。

 

【好處六:提供有限接口,無限性能】

在服務化之前,各業務線上游想怎么操縱數據庫都行,遇到了性能瓶頸,各業務線容易扯皮,相互推諉。

服務化之后,服務只提供有限的通用接口,理論上服務集群能夠提供無限性能,性能出現瓶頸,服務層一處集中優化。

 

【好處七:…


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