微服务

微服务

1 微服务的介绍

1.1 微服务的定义

    微，狭义来讲就是体积小、著名的"2 pizza 团队"很好的诠释了这一解释（2 pizza 团队最早是亚马逊 CEO Bezos提出来的，意思是说单个服务的设计，所有参与人从设计、开发、测试、运维所有人加起来 只需要2个披萨就够了 ）。 而所谓服务，一定要区别于系统，服务一个或者一组相对较小且独立的功能单元，是用户可以感知最小功能集。

1.2微服务的由来

    微服务最早由Martin Fowler与James Lewis于2014年共同提出，微服务架构风格是一种使用一套小服务来开发单个应用的方式途径，每个服务运行在自己的进程中，并使用轻量级机制通信，通常是HTTP API，这些服务基于业务能力构建，并能够通过自动化部署机制来独立部署，这些服务使用不同的编程语言实现，以及不同数据存储技术，并保持最低限度的集中式管理

1.3微服务的特点

    微服务架构和其他架构的对比

特点：
1）集中式架构：单体无分散
2）分布式架构：分散压力
3）微服务架构：分散能力
微服务架构优势
1）每个微服务组件都是简单灵活的，能够独立部署。不再像单体应用时代，应用需要一个庞大的应用服务器来支撑。
2）可以由一个小团队负责更专注专业，相应的也就更高效可靠。
3）微服务之间是松耦合的，微服务内部是高内聚的，每个微服务很容易按需扩。

2 微服务的四种原则

2.1 AKF拆分原则

    AKF扩展立方体（参考《The Art of Scalability》），是一个叫AKF的公司的技术专家抽象总结的应用扩展的三个维度。理论上按照这三个扩展模式，可以将一个单体系统，进行无限扩展。
    X 轴 ：指的是水平复制，很好理解，就是讲单体系统多运行几个实例，做个集群加负载均衡的模式。
    Z 轴 ：是基于类似的数据分区，比如一个互联网打车应用突然或了，用户量激增，集群模式撑不住了，那就按照用户请求的地区进行数据分区，北京、上海、四川等多建几个集群。
    Y 轴 ：就是我们所说的微服务的拆分模式，就是基于不同的业务拆分。

2.2 前后端分离

    前后端分离原则，简单来讲就是前端和后端的代码分离也就是技术上做分离，我们推荐的模式是最好直接采用物理分离的方式部署，进一步促使进行更彻底的分离。不要继续以前的服务端模板技术，比如JSP ，把Java JS HTML CSS 都堆到一个页面里，稍复杂的页面就无法维护。这种分离模式的方式有几个好处：

1）前后端技术分离，可以由各自的专家来对各自的领域进行优化，这样前端的用户体验优化效果会更好。
2）分离模式下，前后端交互界面更加清晰，就剩下了接口和模型，后端的接口简洁明了，更容易维护。
3） 前端多渠道集成场景更容易实现，后端服务无需变更，采用统一的数据和模型，可以支撑前端的web UI\ 移动App等访问。

2.3 无状态服务

    对于无状态服务，首先说一下什么是状态：如果一个数据需要被多个服务共享，才能完成一笔交易，那么这个数据被称为状态。进而依赖这个“状态”数据的服务被称为有状态服务，反之称为无状态服务。那么这个无状态服务原则并不是说在微服务架构里就不允许存在状态，表达的真实意思是要把有状态的业务服务改变为无状态的计算类服务，那么状态数据也就相应的迁移到对应的“有状态数据服务”中。

2.4 Restful通信风格

    作为一个原则来讲本来应该是个“无状态通信原则”，在这里我们直接推荐一个实践优选的Restful 通信风格 ，因为他有很多好处：

1）无状态协议HTTP，具备先天优势，扩展能力很强。例如需要安全加密是，有现成的成熟方案HTTPS可用。
2）JSON 报文序列化，轻量简单，人与机器均可读，学习成本低，搜索引擎友好。
3）语言无关，各大热门语言都提供成熟的Restful API框架，相对其他的一些RPC框架生态更完善。

3 微服务架构带来的问题

    解决方案：微服务应用平台

4 微服务平台的实践

1.企业IT建设的三大基础环境

1）团队协作环境：主要是DevOps领域的范畴，负责从需求到计划任务，团队协作，再到质量管理、持续集成和发布。
2）个人基础环境：就是本文介绍的微服务应用平台，他的目标主要就是要支撑微服务应用的设计开发测试，运行期的业务数据处理和应用的管理监控。
3）IT基础设施：就是我们通常说的各种运行环境支撑如IaaS (VM虚拟化)和CaaS (容器虚拟化)等实现方式。

2.微服务应用平台总体架构

    微服务应用平台的总体架构，主要是从开发集成、微服务运行容器与平台、运行时监控治理和外部渠道接入等维度来划分的。

1）开发集成：主要是搭建一个微服务平台需要具备的一些工具和仓库
2）运行时：要有微服务平台来提供一些基础能力和分布式的支撑能力，我们的微服务运行容器则会运行在这个平台之上。
3）监控治理：则是致力于在运行时能够对受管的微服务进行统一的监控、配置等能力。
4）服务网关： 则是负责与前端的WEB应用 移动APP 等渠道集成，对前端请求进行认真鉴权，然后路由转发。

3.微服务应用平台的运行视图

    在运行期，作为一个微服务架构的平台与业务系统，除了业务应用本身外，还需要有接入服务、统一门户、基础服务等平台级服务来保障业务系统的可靠运行。

4.微服务平台的设计目标

    微服务平台的主要目标主要就是要支撑微服务应用的全生命周期管理，从需求到设计开发测试，运行期的业务数据处理和应用的管理监控等，后续将从应用生命周期的几个重要阶段切入，结合前面提到的设计原则和问题，介绍平台提供的能力支撑情况。

5.微服务开发：前端、后端、混合

    前面的设计原则中提到了一个前后端分离的原则，那么我们的开发环境中，目前支持创建前端项目、后端项目和混合项目。其中前端项目、后端项目就对应前后端分离的原则，利用平台中集成的开发工具和框架可以做到前后端开发分离，利用持续集成工具可以方便的将前端、后端项目编译打包成可独立运行的程序。混合项目则是为了兼容传统模式而保留的，为企业应用向微服务架构演进提供过渡方案。

6.服务契约与API管理

    服务契约：平台开发工具中提供了方便的服务发布能力，能够快速的将业务功能对外发布，生成服务的规格契约，当然也可以先设计服务契约，在根据契约来生成服务的默认实现代码。

7.服务契约与服务模拟

    有了服务契约，我们就可以根据契约自动生成服务的文档和服务模拟测试环境，这样，开发者就可以方便的获取到依赖服务变更的情况，能够及时的根据依赖服务的变化调整自己的程序，并且能够方便的进行模拟测试验证。

根据契约生成模拟服务也就是我们常说的服务挡板，这样即使依赖的其他服务还无法提供功能，我们也可以通过挡板来进行联调测试。

8.服务契约与服务编排

    有了服务契约，那就有了服务接口的输入输出规格，那么restful的服务编排也就变得可行。编排能够很大程度上简化分布式服务调用的复杂度，如同步、异步、异步模拟同步、超时重试、事务补偿等，均有服务编排引擎完成，不再完全依赖老师傅的编码能力。

服务编排的作用和意义很大，可以快速的将已经提供的微服务能力进行组合发布，非常适合业务的快速创新。

9.微服务容器

    如果没有一个统一的微服务容器，这些能力在每个微服务组件中都需要建设一遍，而且会五花八门，也很难集成到一起。有了统一的微服务运行容器和一些公共的基础服务，前面所提到的微服务架构下部分组件重复建设的问题也迎刃而解。

10.三方能力集成说明

    API管理契约文档API模拟我们是集成了Swagger的工具链。微服务应用平台的基础就是SpringCloud，从容器框架到注册发现再到安全认证这些基础方案均采用了他的能力来支撑。

11.服务注册发现路由

    服务注册发现能力是依赖SpringCloud Eureka组件实现的。服务在启动的时候，会将自己要发布的服务注册到服务注册中心，运行时，如果需要调用其他微服务的接口，那么就要先到注册中心获取服务提供者的地址，拿到地址后，通过微服务容器内部的简单负载均衡期进行路由用。

一般情况，系统内微服务的调用都通过这种客户端负载的模式进行，否则就需要有很多的负载均衡进程。跨业务系统的服务调用，也可以采用这种去中心化的路由方式。当然采用SOA的模式，由中心化的服务网管来管理系统间的调用也是另一种选择，要结合企业的IT现状和需求来决定。

12.统一认证鉴权

    安全认证方面，基于Spring Security结合Auth2再加上JWT（Json web token）做安全令牌，实现统一的安全认证与鉴权，使得微服务之间能够按需隔离和安全互通。后续在统一认证和权限方面我们产品会陆续推出较完善并且扩展性良好的微服务组件，可以作为微服务平台的公共的认证和鉴权服务。

13.日志与流水设计

    日志，平台默认回会提供的日志主要有三种，系统日志，引擎日志还有跟踪日志。有了这些日志，在出问题的时候能够帮助我们获取一些关键信息进行问题定位。
    流水号的设计也是非常重要的，日志与各种流水号配合，能够让我们快速定位问题发生的具体时间地点以及相关信息，能够快速还原业务交易全链路。对这些日志与流水的细节处理，对于系统运维问题定位有非常大的帮助，没有这些有用的日志内容，ELK日志收集套件搭建的再漂亮，收一对垃圾日志也是没用的。通常开源框架只是提供个框架有开发人员自由发挥，而设计一个平台则一定要考虑直接提供统一规范的基础能力。

14.集中配置管理

    微服务分布式环境下，一个系统拆分为很多个微服务。配置文件主要有运行前的静态配置和运行期的动态配置两种。静态配置通常是在编译部署包之前设置好。动态配置则是系统运行过程中需要调整的系统变量或者业务参数。

15.统一管理门户

    微服务架构下，一个大的EAR、WAR应用被拆为了多个小的可独立运行的微服务程序，通常这些微服务程序都不再依赖应用服务器，不依赖传统应用服务器的话，应用服务器提供管理控制台也就没得用了，所以微服务的运行时管理需要有统一的管理门户来支撑。我们规划了的统一集中的微服务门户，可以支撑 应用开发、业务处理、应用管理、系统监控等。

16.分布式事务问题

    微服务架构的系统下，进程成倍增多，那么也分布式事务一致性的问题也就更加明显。我们这里说的事务一致性，不是传统说的基于数据库实现的技术事务。微服务之间是独立的、调用协议也是无状态的，因此数据库事务方案在一开始就已经不再我们考虑的范围内。我们要解决的是一定时间后的数据达到最终一致状态，准确的说就是采用传统的业务补偿与冲正方式。推荐的事务一致性方案有三种：

1）可靠事件模式：即事件的发送和接收保障高可靠性，来实现事务的一致性。
2）补偿模式：Confirm Cancel ，如果确认失败，则全部逆序取消。
3）TCC模式：Try Confirm Cancel ，补偿模式的一种特殊实现 通常转账类交易会采用这种模式。

17.分布式同步调用问题

    SEDA : staged event-driven architecture本质上就是采用分布式事件驱动的模式，用异步模拟来同步，无阻塞等待，再加上资源分配隔离结起来的一个解决方案。

18.持续集成与持续交付设计

    在运维方面，首先我们要解决的就是持续集成和持续交付，而微服务应用平台的职责范围目前规划是只做持续集成，能够方便的用持续集成环境把程序编译成介质包和部署包。（目前规划持续部署由DevOps平台提供相应能力，微服务平台可与DevOps平台集成）

19.微服务平台与容器云、DevOps的关系

    就微服务应用平台本身来说，并不依赖DevOps和容器云，开发好的部署包可以运行在物理机、虚拟机或者是容器中。然而当微服务应用平台结合了DevOps和容器云之后，我们就会发现，持续集成和交付变成了一个非常简单便捷并且又可靠的过程。

来源：CSDN

作者：CSDN_Tianxw

链接：https://blog.csdn.net/CSDN_Tianxw/article/details/103496284