面试题: 什么是micro service?其优缺点是什么?

什么是微服务

在认识微服务之前,需要先了解一下与微服务对应的单体式(Monolithic)式架构。在Monolithic架构中,系统通常采用分层架构模式,按技术维度对系统进行划分,比如持久化层、业务逻辑层、表示层。 Monolithic架构主要存在以下问题:

  1. 系统间通常以API的形式互相访问,耦合紧密导致难以维护;
  2. 各业务领域需要采用相同的技术栈,难以快速应用新技术;
  3. 对系统的任何修改都必须整个系统一起重新部署/升级,运维成本高;
  4. 在系统负载增加时,难以进行水平扩展;
  5. 当系统中一处出现问题,会影响整个系统;

为了解决这些问题,微服务架构应运而生。微服务,又叫微服务架构。微服务架构是一种架构风格,它将一个复杂的应用拆分成多个独立自治的服务,服务与服务间通过松耦合的形式交互。

比如下面的示例,将一个系统的后端划分成Account/Inventory/Shipping三个微服务,每个微服务有自己的数据库存储,对外提供风格统一的REST API。

微服务的主要特点

单一职责

每个微服务都需要满足单一职责原则,微服务本身是内聚的,因此微服务通常比较小。比如示例中每个微服务按业务逻辑划分,每个微服务仅负责自己归属于自己业务领域的功能。

微服务的开发通常与DevOps结合在一起,比如根据亚马逊给出的经验,一个微服务应该可以由一个Two Pizza Team负责设计、开发、测试和运维。

自治

一个微服务就是一个独立的实体,它可以独立部署、升级,服务与服务之间通过REST等形式的标准接口进行通信,并且一个微服务实例可以被替换成另一种实现,而对其它的微服务不产生影响。

比如,我们可以对示例中的Account Service替换成一个具备相同接口不同实现方式的实例,在替换后将不会对其它服务产生影响。或者在我们修正了它的一个BUG时,可以通过灰度升级技术保证其它服务在升级期间仍然可以使用Account Service提供的服务。

为什么需要微服务

逻辑清晰

这个特点是由微服务的单一职责的要求所带来的。一个仅负责一项很明确业务的微服务,在逻辑上肯定比一个复杂的系统更容易让人理解。

逻辑清晰带来的是微服务的可维护性,在我们对一个微服务进行修改时,能够更容易分析到这个修改到底会产生什么影响,从而通过完备的测试保证修改质量。

简化部署

在一个单块系统中,只要修改了一行代码,就需要对整个系统进行重新的构建、测试,然后将整个系统进行部署。而微服务则可以对一个微服务进行部署。

这样带来的一个好处是,我们可以更频繁的去更改我们的软件,通过很低的集成成本,快速的发布新的功能。

可扩展

应对系统业务增长的方法通常采用横向(Scale out)或纵向(Scale up)的方向进行扩展。分布式系统中通常要采用Scale out的方式进行扩展。因为不同的功能会面对不同的负荷变化,因此采用微服务的系统相对单块系统具备更好的可扩展性。

灵活组合

在微服务架构中,可以通过组合已有的微服务以达到功能重用的目的。

比如在示例中,如果我们要新增一个Booking Service,在预订时可以直接重用Account Service和Inventory Service检查用户权限和库存情况。

技术异构

在一个大型系统中,不同的功能具有不同的特点,并且不同的团队可能具备不同的技术能力。因为微服务间松耦合,不同的微服务可以选择不同的技术栈进行开发。

同时,在应用新技术时,可以仅针对一个微服务进行快速改造,而不会影响系统中的其它微服务,有利于系统的演进。

比如在示例中,如果因为库存系统数据量变大,我们需要数据由当前的sqlite数据库修改为MySQL,可以仅修改Inventory Service,而不需要要求整个系统的数据库全部替换。

高可靠

微服务间独立部署,一个微服务的异常不会导致其它微服务同时异常。通过隔离、融断等技术可以避免极大的提升微服务的可靠性。

微服务的缺点

复杂度高

微服务间通过REST、RPC等形式交互,相对于Monolithic模式下的API形式,需要考虑被调用方故障、过载、消息丢失等各种异常情况,代码逻辑更加复杂。

对于微服务间的事务性操作,因为不同的微服务采用了不同的数据库,将无法利用数据库本身的事务机制保证一致性,需要引入二阶段提交等技术。

同时,在微服务间存在少部分共用功能但又无法提取成微服务时,各个微服务对于这部分功能通常需要重复开发,或至少要做代码复制,以避免微服务间的耦合,增加了开发成本。

运维复杂

在采用微服务架构时,系统由多个独立运行的微服务构成,需要一个设计良好的监控系统对各个微服务的运行状态进行监控。运维人员需要对系统有细致的了解才对够更好的运维系统。

影响性能

相对于Monolithic架构,微服务的间通过REST、RPC等形式进行交互,通信的时延会受到较大的影响。

总结

微服务在近两年大火,它具备了灵活部署、可扩展、技术异构等优点,但同时也带来了开发、运维的复杂性。是否要采用微服务架构需要根据系统的特点,结合企业的组织架构、团队能力等多个方面进行综合的判断,而不是为了微服务而微服务。

原文发布于微信公众号 - IT技术精选文摘(ITHK01)

原文发表时间:2019-06-25

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