.NET微服务架构及API网关

一、MSA简介

1.1、MSA是什么

微服务架构MSA是Microservice Architecture的简称，它是一种架构模式，它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务，服务之间互相通讯、互相配合，为用户提供最终价值。它与SOA之间的区别如下：

SOA实现	微服务架构实现
企业级，自顶向下开展实施	团队级，自底向上开展实施
粒度大：服务由多个子系统组成	粒度细：一个系统被拆分成多个服务，且服务的定义更加清晰
重ESB：企业服务总线，集中式的服务架构	轻网关：无集中式总线，松散的服务架构
开发过程复杂	易开发：减少了企业ESB开发的复杂性，与敏捷开发的思想高度结合在一起
单块架构系统，相互依赖，部署复杂	服务能被独立部署

1.2、我们的MSA框架

我们的微服务框架MsaFx.dll是个基于ServiceStack 4.0.60包装实现的.NET Web Services框架，而ServiceStack本身支持通用的轻量级协议和Metadata。MsaFx与普通Web Services框架如WCF相比，主要优势如下：

1、 高性能：性能好、速度快。

2、 支持跨平台运行：基于MsaFx开发出的Web Services既能够运行在Windows环境中，又能够运行在支持Mono的Linux环境中。

3、 支持多协议：如JSON格式的也支持XSD。

4、 更加Web化：RESTful。

5、 服务端实现与客户端实现的完全解耦：MSA基于消息的设计，使得服务端的API改变并不会破坏现有的客户端，达到服务端实现与客户端实现完全解耦的目的。

6、 MSA API可视化说明文档便于你调试。

7、 易学：使用MSA进行开发和维护服务所需的技术和时间投入要小很多。

8、 易用：简化了REST以及WCF SOAP风格的Web Services的开发过程。

1.3、MSA框架实现架构

MSA服务端的架构请见下图的第一张图，MSA的HTTP客户端架构请见下图的第二张图。MSA的内部是建立在原生的ASP.NET IHttpHandler之上实现的，支持JSON、XML、JSV、HTML、Message Pack、ProtoBuf、CSV等消息格式。

MSA服务端的架构

MSA HTTP Client的架构

二、MSA框架的使用

1、服务托管

服务端的服务对外提供服务前，必须先要把服务端给托管起来。MSA提供了通过IIS、Self-Host等多种形式把服务端给托管起来，宿主环境可以是控制台应用或Windows Service或ASP.NET Web应用或ASP.NET MVC应用。提供的MSA Demo的宿主环境用的是ASP.NET Web应用。

2、路由

A、MSA自身提供的默认路由是：/[xml|json|html|jsv|csv]/[reply|oneway]/[Request DTO名] [(?query参数1={值}&query参数2={值}&......&query参数n={值})]。

B、创建自定义路由，其创建方法是：使用RouteAttribute或在宿主环境中配置。提供的MSA Demo采用的是在宿主环境中配置路由这种方式来创建自定义路由。

3、如何验证请求参数的合法性

如果你需要在提交请求参数前，验证请求参数是否必填或是否合法，那么验证逻辑必须写在继承自MSA的AbstractValidator<TRequest>的类里（参考例子请见MSA Demo的OrderValidator.cs），然后在宿主环境中进行开启验证的配置：

1 Plugins.Add(new ValidationFeature()); 
2 container.RegisterValidator(typeof(OrderValidator));

4、服务

创建MSA服务时，必须继承来自MSA的Service类。

5、MSA内置的客户端

5.1、MSA内置了一些便捷访问的客户端，这些对象都实现了IServiceClient接口，其中支持REST的客户端还都实现了IRestClient接口。这些客户端对象包括：JsonServiceClient、JsvServiceClient、XmlServiceClient、MsgPackServiceClient、ProtoBufServiceClient、Soap11ServiceClient、Soap12ServiceClient等。从名称可以看出，这几种不同之处在于支持的序列化和反序列化格式不同。因为它们实现的是相同的接口，所以它们的用法相同，也可以相互替换。

MSA Demo中用到了JsonServiceClient和ProtoBufServiceClient这两种客户端，其中当用到ProtoBufServiceClient客户端时，你还需要完成如下工作：

a、除了需要引用MSA.dll外，还需要引用protobuf-net.dll。

b、需要在宿主环境中进行如下配置：

1 Plugins.Add(new ProtoBufFormat());

c、必须分别给Request DTO对象和Response DTO对象的各属性标上[DataMember(Order = {0})]特性，具体写法请见MSA Demo的ProductRequestDTO.cs和ProductResponseDTO.cs。

5.2、MSA内置的客户端提供Get、Send、Post、Put、Delete等方法。查询数据一般用Get方法，新增操作一般用Post方法，更新操作一般用Put方法，删除操作一般用Delete方法。

这些方法都有重载。

以下是Get方法的其中一个签名：

1 TResponse Get<TResponse>(IReturn<TResponse> requestDto);

6、MSA API可视化说明文档自动生成的实现

在宿主环境中加如下配置：

1 Plugins.Add(new SwaggerFeature());

如果需要在MSA API可视化说明文档中能够看到各请求参数、响应的含义说明，那么需要为Request DTO、Response DTO对象的各属性标上ApiMember，代码参考如下：

1 public class OrderRequest : IReturn<OrderResponse>
 2 {
 3    [ApiMember(Name = "Id", Description = "订单ID号", IsRequired = false)]
 4    public int Id { get; set; }
 5    [ApiMember(Name = "CustomerName", Description = "客户名", IsRequired = false)]
 6    public string CustomerName { get; set; }
 7    //......
 8    [ApiMember(Name = "OrderItemList", Description = "订购的产品列表", IsRequired = false)]
 9    public List<OrderItem> OrderItemList { get; set; }
10 }

运行结果如下图所示：

在MSA API可视化说明文档中显示各请求参数、响应的含义说明

7、运行结果

先运行托管应用（如MSA Demo中ServiceHost项目），出现下图所示的Metadata页。然后再运行客户端来调用微服务；也可通过浏览器查看数据，网址输入格式如： http://localhost:34833/orders/1.html?CustomerName=客户_1&IsTakeAway=true&StatusCode=1&CreatedDate=2017-08-21 10:58:48.230，或： http://localhost:34833/html/reply/GetOrderRequest?Id=1&CustomerName=客户_1&IsTakeAway=true&StatusCode=1&CreatedDate=2017-08-21 10:58:48.230，其中，第1个网址格式规则就是MSA Demo中在宿主环境中所配的自定义路由规则，第2个网址格式规则就是由MSA提供的默认路由规则。

单击下图所示Metadata页中的【MSA API UI】后，进入下图所示的MSA API可视化说明文档界面，开发人员可以通过这份由MSA自动生成的说明文档进行调试，十分方便。

Metadata页

MSA API可视化说明文档界面

三、微服务治理

在我们自主开发的框架管理系统中，进行接口注册，请见下图。其中，规定内部服务访问名的命名规范是：/{***Service}/方法名，如/OrderService/CreateOrder；规定外部服务访问名OpenApiName的命名规范是：{各产品线的缩写英文名}方法名，如FltCreateOrder，其中Flt表示国内机票业务的缩写英文名。