给公司部门设计的SOA架构

新来老大年前开会说各位同学,公司业务越来越重,未来几年要成倍增长......,要梳理出一套新架构,才能更好的支持N万用户.....,以后升职加薪当上....打败..... 想想还有点小激动呢,于是过年时楼主趁等待相亲妹纸无聊的时候,反思了目前系统现状,构思设计新架构如下。

现有系统

鄙司业务比较重,系统也有些年头,各研发团队、系统都比较稳定了。所以不差也不太好,总之也能满足现有需求。但近2年O2O,移动互联网等大行其道,老大们也都心动了,开始磨刀霍霍了。而现有系统应对复杂的变化,在一些地方颇显不足:

  • 接口没有统一管理
  • 很多组件无法复用/重复造轮子
  • 模块间职责不清,耦合过深
  • 联调排查问题比较慢
  • 开发前规划不足,形成堆积
  • 缺乏API规范/文档较少

新架构

逻辑架构图:

查看大图

解释说明:

  • A开头:是系统级别,可以独立部署。即可寄宿在IIS/WindowsService等上面。
  • B开头:是模块级别,不可独立部署。相对独立的功能模块,而又不大,所以依附其他系统或者和多个模块组成一个子系统。模块级别在项目中可以分多层,可根据分数升级成子系统(见系统升级降级)。
  • C开头:是组件级别,不可独立部署。大多数是公共性组件,一般是单独类库存在,以DLL提供使用。一些开源组件也归到这里,例:Autofac,FluentData。 需要自搭Nuget服务器,进行统一版本管理。
  • 字母后面的数字:是代表服务的级别,见服务分级。
  • 系统通信: 各系统之间尽量走内网Wcf/Tcp,对外合作单位及各移动端走WebApi/Http。
  • 传输格式: Protobuffer、Json。
  • 数据交换: 优先通过数据服务接口,其次SSIS、Job。
  • 基础平台: 缓存Redis,队列RabbitMq等。依赖抽象,框架可替换。
  • DB 层: 每个子系统拥有自己的子DB,原则上不能跨库读其他的。
  • 高可用 : 子系统自行做负载,服务变更通知使用zookeeper。
  • 单向2级:只能订阅服务,不能发布服务,2级只能订阅2级服务。
  • 定点:某个客户端只能订阅某个服务端提供的服务。

系统实施

SOA管理中心

这是新架构的核心部分,主要功能如下:

  • 提供发布/订阅/ServiceAdapter组件
  • 提供Web管理界面
  • 对服务访问的各种配置
  • 在高峰期对服务限流/报警
  • 服务访问授权、描述

发布服务

各系统通过Web管理页面进行服务配置发布。 也可以通过管理中心提供的组件,进行配置发布:

    protected void Application_Start()
    {
        ServicePublisher.Pushlish(new ServiceConfig()
        {
            ServiceName = "获取预订单详情",
            Qps = 1000,
            Level = 1,
            Key = "xxxx-yyyy",
            Source = SubscribeSource.All,
            ServiceAddress = "/Order/GetDetail",
            //其他
        });
    }
    [ServiceFilter]
    void GetDetail()
    {
    }

订阅访问服务

各系统通过管理中心提供的组件,去获取订阅的服务,然后通过适配器去访问接口,服务变更在心跳里面做:

    protected void Application_Start()
    {
        //获取服务列表
        var serviceList = ServiceManager.GetServiceList();
        GlobalService.ServiceList=serviceList;
    }
    void Heartbeat()
    {
        var serviceList = ServiceManager.GetServiceList();
        GlobalService.ServiceList=serviceList;
    }
    ServiceAdapter.Access(GlobalService.ServiceList[0]);

采蘑菇示例

设计目标

尽可能少的侵入

这点是非常重要的,如果不能很好的重用已有的系统或侵入性太强,势必会导致:

  • 新架构周期过长,长期维护二套结构。这种情况下,成本太高,不好推行下去或者还未推行就被砍了。
  • 开发人员的抵抗,每个猿类内心都有桀骜的脾气、造轮子的天赋、重组世界的梦想...。如果太复杂、约束太强,天知道你们这群猿类会干出什么事情!

基于这种考虑,才采用服务分布式而不是服务集中式。

  • 每个系统在需要时,去订阅服务,然后拉取服务地址/MyNeedServcie.list。
  • 然后通过ServiceAdapter访问服务,ServiceAdapter中会做权限等一些校验。
  • 在服务上增加ServiceFilter,Fileter会做权限校验及服务被调用的信息采集。
  • 然后在管理中心添加服务,文档描述。

好处是:A系统与B系统是直接交互的,服务调用不走中转路由,性能也好。而组件的作用仅是辅助性的约束。

服务自治&&水平扩展

由于侵入性较小,所以各个系统之间的服务变更,维护完全由各自研发团队维护。 本系统之间通讯不走服务,直接内部调用。调用通过ServiceAdapter组件访问,ServiceAdapter包含对进程内、WCF、WebApi等访问的封装,这样便于以后替换成其他服务。 各服务在扩展上不受管理中心节制,自行做负载、增加服务器即可。

系统升级降级

当有个新需要过来时,会根据产品是否需要独立部署,和现有系统耦合性等因素,来评估是模块级还是系统级。 对于旧模块,根据重要程度、访问量等评估出分数。达标的由模块抽离出子系统,单独管理。 同样对于旧系统,不达标的进行降级处理,缩小成模块整合到其他系统里面。

这块其实很重要,如果不对项目做好评估的话,往往会导致一个系统越来越沉重。最后的结果就是维护越来越麻烦,经常出问题。最后逼不得已就推到重来,这个成本就较大些,当然成本的事情老大会考虑更多些。处于这种情况下猿类们会一边吐槽着之前的同类渣渣,一边跃跃欲试准备大展身手,让你们瞧瞧什么叫DDD、TDD、设计模式......。

前提是在需求开发时,按模块进行分小层而不是整个大层,这样方便协作开发和抽取成子系统。

常见问题

ClientApi VS ServiceApi

ClientApi这个在前期用的比较多的办法,优点很明显:简单快捷,从Nuget上安装引用即可,但这样后期引发的问题会越来越多。 就拿缓存Redis来说,多个系统都使用客户端直接访问Redis服务器。如果有个系统连接数忘记关闭,就会影响整个大系统,原因就是Client权限过大,客户端是可以对redis服务器直接进行操控。这种情况下redis服务器本身是暴露在外的,哪怕客户端封装的再好也不行,只要研究下通信协议规范,就可以自己写个客户端连(参见:c#实现redis客户端(一))。 这个通信期间无法管控,无法做拦截,同样队列等其他也是同样情况。

ServiceApi:

这里在中间加了一层,在缓存系统里面做管控,同样依赖抽象,Redis可替换。缓存系统以服务的形式发布给其他系统使用。 避免不了的就是性能有损耗,当然这个损耗可以通过一些手段减小。

聚合服务

服务的颗粒度一直是SOA设计的头疼事情。太粗了就很难复用,太细了需要多次往返交互,其性能、事务处理都是个问题。 比如下订单服务,这个过程中包含创建用户资料,生成预订单、支付订单,更新账务关系,更新库存等一系列的操作。这是个粗粒度服务,里面包含若干子系统的提供的细粒度服务。 粗粒度服务下,多个子系统避免不了互相交互,长久下去会让系统过于沉重,变得职责混乱。 服务设计准则就是让服务高内聚,服务之间松耦合、边界清晰。所以需要抽离出一个聚合服务系统,它专门负责把各系统提供的细粒度服务进行整合,提供给前端使用。而其他各个系统只做自己职责之内的事情。 在聚合服务系统中,方便我们更合理的把控服务的颗粒度,提高服务复用。

服务分级

多个研发团队协作时,很难每个人都对全部业务熟悉。所以为了避免服务调用混乱,甚至循环依赖调用,增加了对服务的分级。 按图中所示,1级服务不能调2级服务,即低级不能调高级,高级可调低级,同级互相可调。 这个级别针对单个服务而分的。比如有个更新库存服务,它没有外部依赖的服务,只是更新自己的DB,这样就可以把它划分为1级服务。 而聚合服务系统中有个下订单粗粒度服务,它内部调用更新库存服务,那么它就是2级服务。很明显这里的1级不应该调用2级,对服务分级也是这个目的。

总结心得

  • 好架构是不断进化来的
  • 尽可能考虑到每个细节
  • 注重整体平衡性,而非局部最优
  • 依赖抽象,而不是具体哪个框架技术
  • 先考虑人、资源,在考虑用哪个技术
  • 跟妹纸相处时不要想程序那点事

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