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              微服務microservice

                微服務是指提供單個業務功能的服務,從技術角度看就是一種小而獨立的處理過程,類似流程概念,能夠自行單獨啟動或銷毀,擁有自己獨立的數據庫。

                企業架構歷經幾十年的SOA轟轟烈烈建設以后,發現由于強調服務的共享和重用導致巨大臃腫的服務,這就是單體架構(monolith,又稱為巨石、整體架構)的由來,其特點是如同炒面菜與面條混在一起,或如意大利面都攪拌在一起,不分彼此,業務邏輯與技術混合在一起,而技術發展很快,這樣的系統非常難以維護,因為掌握一個大服務對于新程序員不是一件簡單的事情,從容導致交付延遲,軟件開發效率降低,國內最近幾年推崇的中臺概念其實是單體SOA的翻版,可以說是重走老路, 見:中臺是一個營銷概念!

                微服務的設計核心是:解耦高于復用,微服務架構是對高耦合的單體架構進行分解,根據DDD子域或有界上下文進行切分,開發團隊因此也分成不同的微服務團隊,團隊之間不需要頻繁的溝通開會,提高開發效率,微服務因為小而美,新程序員理解和維護起來非常方便,不會發生改一動百的驚心動魄的問題,更不會導致年底刪庫的事件發生。  

                從軟件架構角度看:一個復雜軟件架構是由很多這樣小而獨立運行(有自己的端口)微服務組成,這些獨立處理組件之間通訊是通過與語言無關的API進行,簡單協議有同步性質的RMI/RPC和 RESTful Web Services,異步的消息推送和Reactive方式。

                這些模塊化的方式能夠使得公司將項目分解分散到多個開發團隊,跨不同業務部門,提供非常充分的靈活性,幫助提高項目的生命周期,加快項目開發完成效率。

                每個微服務組件都有自己分配的存儲 內存和CPU資源,這就使得硬件利用更加易于優化和跟蹤,特別是在基于云的Pass環境,開發團隊可以使用他們喜歡的技術,任何語言都可以,只要確保微服務之間是可交互的,能夠最終組合起最后的應用。

                當管理復雜性會因為采取微服務架構而降低,通常更新其中一個微服務組件不會引起連鎖反應,因為微服務之間是松耦合的。

                目前使用微服務的企業有:Netflix Twitter Amazon Web Services (AWS), Google, eBay等。

                因為有很多應用和服務部署在基于云主機的環境中,微服務架構將會嚴重依賴容器技術,容器隔離了微服務處理過程,將一個應用切分為一個個小的實例,這些容器中的小實例有自己的端口和虛擬化環境。

                廣泛使用的容器技術是Docker, 一種基于Linux的開源實現,由很多軟件公司支持如 Canonical, Red Hat,和Parallels. PaaS服務支持包括Google App Engine, Red Hat Open Shift,和VMware的 Cloud Foundry,。

                微服務架構不只是傳統服務變微變小。微服務兩個顯著特點是:微服務本身是無狀態的;微服務之間很少可變共享。可以設想一下,如果微服務之間可以共享,那么帶來兩個問題:微服務團隊之間需要合作,因為共享的是一個統一數據庫,如果這種共享沒有帶來溝通成本,沒有破壞一個團隊就能搞定的宗旨,那么這種共享數據庫也是可以考慮,但是這種情況很少,大部分團隊因為共享問題破壞了獨立性;再者,微服務如果使用Docker分別打包在一個容器中,這些容器可能是跨不同基礎設施部署,部署方式很靈活,是一種cloud native應用,而共享數據庫屬于底層基礎設施,顯然提高了部署難點。

                另外,傳統服務之間通訊無論是RPC/RMI或是Http/RESTful都是同步的,而微服務之間通信最好是異步的或reactive的,也就是非同步的。根據FLP不可能原理,網絡默認是不可靠的,RPC在一旦發生網絡堵塞會連環爆炸,事后監控并不能根本解決這個問題,需要從CAP定理角度進行平衡設計,引入事件驅動或Pub/Sub消息方式能在提高網絡容錯性的同時,保證數據最終一致性,柔性事務是微服務環境的主要選擇。

                傳統服務變成鐵板一塊經常是因為事務處理要求,某個服務方法的代碼很多,需要塞在同一個事務邊界內,雖然這帶來了高一致性的,但是擴展性比較差,因為同一個事務邊界內的動作無法分離到幾個微服務中,因此,使用微服務必須積極擁抱最終一致性,對分布式系統以及CAP定理有一定理解。當然,這些都是必須有多個微服務調用的情況下才需要考慮,由于微服務粒度小且專一,可以通過組合替代共享繼承的思路,容忍代碼有一定的重復性。

                一個微服務架構需要具備以下條件:

              • 基礎監視 測量和健康檢查
              • 分布式日志 跟蹤
              • 針對每個服務,不只是隔離代碼,還需要在構建+測試+打包+提交整個環節隔離。
              • 能清晰定義每個服務的上下游、編譯時間和運行依賴。
              • 掌握如何構建、暴露和維護好的API和合約。
              • 需要尊重b/w和f/w兼容性,即使你可能不同時是你生產的服務的消費者。
              • 好的單元測試和更具有可讀性
              • 注意微服務與模塊和庫包區別,以及分布式整體型monolith, 協同版本發布,數據庫驅動繼承的區別。
              • 知道基礎設施的自動化
              • 需要基于CI/CD持續集成/持續遞交的基礎設施 

                服務劃分:

              • 根據業務能力界定服務的范圍
              • 根據領域驅動設計中子域的概念界定服務的范圍

                通訊模式:

              • 使用基于RPC的同步通訊方式
              • 使用異步消息進行服務間通訊

                 外部API:

              • API 網關(API gateway) - 為每一類客戶端提供一個訪問服務的獨特接口
              • 服務前端的后端(Backend for front-end) - 為每一類客戶端都提供一個獨立的 API 網關

                 數據管理:

              • 每個服務都擁有它私有的數據庫特接口
              • 服務之間共享同一個數據庫
              • 使用事件來維護服務間的數據一致性 事件溯源/CQRS

                 運維監控:

              • 服務的發現:通過第三方模塊來進行服務實例信息到服務注冊表的注冊過程
              • 分布式追蹤(Distributed tracing)new - 在服務代碼中針對每一個外部訪問,都分配一個唯一的服務標識符,并在跨服務訪問時傳遞這個標識符以供追蹤分布式引發
              • 斷路器(Circuit Breaker) - 當遠端服務返回的故障率超過一定的閥值時,客戶端代理(比如 API 網關)對遠程服務的調用將立刻返回失敗的信息

               

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