资深女程序员告诉你:微服务架构如何实践?80%以上男程序员点赞

上篇文章给大家介绍了什么是微服务架构,本文将会讲到如何实践微服务。 不知道微服务架构的,可以看我上一篇文章

微服务听上去好像不错,具体怎么落地啊?这需要回答下面几个问题:

1、客户端如何访问这些服务?

2、服务之间如何通信?

3、这么多服务,怎么找?

4、服务挂了怎么办?

5、客户端如何访问这些服务?

原来的Monolithic方式开发,所有的服务都是本地的,UI可以直接调用,现在按功能拆分成独立的服务,跑在独立的一般都在独立的虚拟机上的 Java进程了。客户端UI如何访问他的?后台有N个服务,前台就需要记住管理N个服务,一个服务下线/更新/升级,前台就要重新部署,这明显不服务我们 拆分的理念,特别当前台是移动应用的时候,通常业务变化的节奏更快。另外,N个小服务的调用也是一个不小的网络开销。还有一般微服务在系统内部,通常是无 状态的,用户登录信息和权限管理最好有一个统一的地方维护管理(OAuth)。

所以,一般在后台N个服务和UI之间一般会一个代理或者叫API Gateway,他的作用包括

提供统一服务入口,让微服务对前台透明

聚合后台的服务,节省流量,提升性能

提供安全,过滤,流控等API管理功能

我的理解其实这个API Gateway可以有很多广义的实现办法,可以是一个软硬一体的盒子,也可以是一个简单的MVC框架,甚至是一个Node.js的服务端。他们最重要的作 用是为前台(通常是移动应用)提供后台服务的聚合,提供一个统一的服务出口,解除他们之间的耦合,不过API Gateway也有可能成为单点故障点或者性能的瓶颈。

一般用过Taobao Open Platform的就能很容易的体会,TAO就是这个API Gateway。

服务之间如何通信?

因为所有的微服务都是独立的Java进程跑在独立的虚拟机上,所以服务间的通行就是IPC(inter process communication),已经有很多成熟的方案。现在基本最通用的有两种方式。这几种方式,展开来讲都可以写本书,而且大家一般都比较熟悉细节了, 就不展开讲了。

同步调用

REST(JAX-RS,Spring Boot)

RPC(Thrift, Dubbo)

异步消息调用(Kafka, Notify, MetaQ)

一般同步调用比较简单,一致性强,但是容易出调用问题,性能体验上也会差些,特别是调用层次多的时候。RESTful和RPC的比较也是一个很有意 思的话题。一般REST基于HTTP,更容易实现,更容易被接受,服务端实现技术也更灵活些,各个语言都能支持,同时能跨客户端,对客户端没有特殊的要 求,只要封装了HTTP的SDK就能调用,所以相对使用的广一些。RPC也有自己的优点,传输协议更高效,安全更可控,特别在一个公司内部,如果有统一个 的开发规范和统一的服务框架时,他的开发效率优势更明显些。就看各自的技术积累实际条件,自己的选择了。

而异步消息的方式在分布式系统中有特别广泛的应用,他既能减低调用服务之间的耦合,又能成为调用之间的缓冲,确保消息积压不会冲垮被调用方,同时能 保证调用方的服务体验,继续干自己该干的活,不至于被后台性能拖慢。不过需要付出的代价是一致性的减弱,需要接受数据最终一致性;还有就是后台服务一般要 实现幂等性,因为消息发送出于性能的考虑一般会有重复(保证消息的被收到且仅收到一次对性能是很大的考验);最后就是必须引入一个独立的broker,如 果公司内部没有技术积累,对broker分布式管理也是一个很大的挑战。

这么多服务,怎么找?

在微服务架构中,一般每一个服务都是有多个拷贝,来做负载均衡。一个服务随时可能下线,也可能应对临时访问压力增加新的服务节点。服务之间如何相互 感知?服务如何管理?这就是服务发现的问题了。一般有两类做法,也各有优缺点。基本都是通过zookeeper等类似技术做服务注册信息的分布式管理。当 服务上线时,服务提供者将自己的服务信息注册到ZK(或类似框架),并通过心跳维持长链接,实时更新链接信息。服务调用者通过ZK寻址,根据可定制算法, 找到一个服务,还可以将服务信息缓存在本地以提高性能。当服务下线时,ZK会发通知给服务客户端。

客户端做:优点是架构简单,扩展灵活,只对服务注册器依赖。缺点是客户端要维护所有调用服务的地址,有技术难度,一般大公司都有成熟的内部框架支持,比如Dubbo。

服务端做:优点是简单,所有服务对于前台调用方透明,一般在小公司在云服务上部署的应用采用的比较多。

这么多服务,服务挂了怎么办?

前面提到,Monolithic方式开发一个很大的风险是,把所有鸡蛋放在一个篮子里,一荣俱荣,一损俱损。而分布式最大的特性就是网络是不可靠 的。通过微服务拆分能降低这个风险,不过如果没有特别的保障,结局肯定是噩梦。我们刚遇到一个线上故障就是一个很不起眼的SQL计数功能,在访问量上升 时,导致数据库load彪高,影响了所在应用的性能,从而影响所有调用这个应用服务的前台应用。所以当我们的系统是由一系列的服务调用链组成的时候,我们 必须确保任一环节出问题都不至于影响整体链路。相应的手段有很多:

重试机制

限流

熔断机制

负载均衡

降级(本地缓存)

这些方法基本上都很明确通用,就不详细说明了。比如Netflix的Hystrix:https://github.com/Netflix/Hystrix

WHY - 微服务的应用

这里有一个图非常好的总结微服务架构需要考虑的问题,包括

API Gateway

服务间调用

服务发现

服务容错

服务部署

数据调用

微服务的优点和缺点(或者说挑战)一样明显。

优点

开发简单 技术栈灵活

服务独立无依赖 独立按需扩展 可用性高

缺点(挑战)

多服务运维难度 系统部署依赖 服务间通信成本

数据一致性 系统集成测试 重复工作 性能监控

没有最好的,只有适合自己的。

对于大的互联网公司,微服务架构是血液,是习惯,每家公司都有自己的套路和架构,细节有不同,但是核心理念是通的。

对于一般的公司而言,实践微服务有非常大的技术挑战,于是乎才有了这么多IT供应商考虑这里的商机。微服务比较适合未来有一定的扩展复杂度,且有 很大用户增量预期的应用,说人话就是新兴的互联网公司。创业初期,不可能买大量的机器或者很贵的机器,但是又必须考虑应对成功后的巨量的用户,微服务架构 成了最好的选择。

So What - 思考

看到上面的图,不是不觉得特别的熟悉?其实我们N年前就用的滚瓜烂熟了好不好?裤子都拖了,你就给我看这个?

其实本来所谓的微服务就是对互联网在应用技术的一个总结归纳,IT厂商鼓吹所有概念无非是为了生意(business),SOA是,Cloud是,Microservice也是。下面玩笑很有意思的概括了这个情况(我加了第一条线,原图见这里)

所以微服对我们的思考我觉得更多的是思维上的,对已微服务架构, 技术上不是问题,意识比工具重要。

按照业务 或者客户需求组织资源(这是最难的)

做有生命的产品,而不是项目

头狼战队,全栈化

后台服务贯彻Single Responsibility Principle

VM->Docker (to PE)

DevOps (to PE)

同时,对于开发同学,有这么多的中间件和强大的PE支持固然是好事,我们也需要深入去了解这些中间件背后的原理,知其然知其所以然,设想下,如果我们是一个小公司的CTO,离开的阿里的大环境,在有限的技术资源如何通过开源技术实施微服务?

最后,一般提到微服务都离不开DevOps和Docker,理解微服务架构是核心,devops和docker是工具,是手段。下次在抽时间再学习整理下。

本文来自企鹅号 - 编程码农之路媒体

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