微服务架构的简单实现-Stardust
微服务架构，一个当下比较火的概念了。以前也只是了解过这方面的概念，没有尝试过。想找找.NET生态下面是否有现成的实现，可是没找到，就花了大半个月的闲暇时间，遵循着易用和简单，实现了一个微服务框架，我叫它Stardust(星尘)，Stardust有三个项目组成：
Stardust.Server是服务端组件，Stardust.Client是客户端组件，Stardust.ConfigCenterWeb是配置中心，是个MVC web站点。
本文目录：
在Stardust里，只用了两个模型，ServerNode和NodeEvent。
ServerNode表示一个服务节点，包括唯一Id，服务名称，节点地址，服务版本，节点状态，权重，动态权重，最后心跳时间。
动态权重这个属性是在实现负载的时候加上去的，并不是设计的时候就想到的，微服务架构中，服务节点应该是可动态的。
节点状态有三个，Normal(正常)，Disconnect（断开），Disabled（禁用）。
这里要确定两个概念的，服务节点是指一个服务实例，比如IIS上的一个站点，是个具体的东西；服务则是一个抽象的分组概念，可以为一个服务部署多个服务节点，ServerNode中的服务名称，就是说的这个概念。
NodeEvent表示服务节点的一个变动事件，包括事件Id（自增，这个后面是有用的），变更的服务节点，事件类型。
事件类型有四个，Register(注册)，Logout(下线)，Update(修改)，Delete(删除)，这些事件都什么情况会触发，下面再交代。
基础组件也是不多的。
任务调度器：是之前写过的一个组件TaskScheduler，不想多一个引用，就把源码放进来了。
序列化：用的ServiceStack.Text，这是引用的唯一一个外部类库。
HTTP通信：本来想自己封装或引用第三方的，没想到ServiceStack.Text里有个HttpUtils，写了好多扩展方法应用到String上，正好！
基础的模型和组件就这么多了。
.net版的服务端，是要架设到web服务器(IIS)上的。是需要一个web站点，mvc也好，webfrom也好，asp.net空web项目也行，都可以用Stardust.Server成为一个服务节点。
Stardust.Server中提供一个ServiceRouteHttpModule的HTTP模块，用这个模块从IIS接管对Stardust服务的请求，所以第一步要在web.config里添加模块
<system.webServer>
<modules>
<add name="StardustServiceRoute" type="Stardust.Server.ServiceRouteHttpModule"/>
</modules>
</system.webServer>
Stardust.Server中提供了一个空接口IStardustService，我们提供的服务类继承这个接口，写服务方法实现就行了：
public class User
{
public string Name { get; set; }
}
//[StardustName("User")] //默认是类名，如果类名以Service结尾，会把Service去掉
public class UserService : IStardustService
{
//[StardustName("hello")] //默认是方法名，可以StardustNameAttribute来自定义
public string Hello(string name, int count = 1)
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < count; i++)
{
sb.AppendFormat("Hello,{0}!{1}", name, Environment.NewLine);
}
return sb.ToString();
}
public Task<string> HelloAsync()
{
return new Task<string>(() =>
{
return "Hello World";
});
}
public List<User> UpdateUsers(List<User> list)
{
foreach (var user in list)
{
user.Name = "Updated:" + user.Name;
}
return list;
}
}
服务方法是指那些本类声明(基类不算)的、公开的、有返回值的实例方法。
方法的参数有些要求:
可以无参，如：FunName()
可以是多个简单类型，如：FunName(int id, string name, DateTime dt)
可以是一个复杂类型，如：FunName(SomeParamsObj ps)
ref和out等不做考虑......
服务的注册放在Global里是个好地方：
注册的时候，有个版本号，这个版本号在配置中心是可以改的，根目录默认是""，如果在站点下面添加应用程序就要指定应用程序的根目录了。
服务节点的实现，编码方面就是上面三步：1添加Http模块，2继承IStardustService写服务方法, 3注册服务。
当服务节点启动了之后，就会和配置中心互动了：
1.当应用程序启动的时候，会向配置中心注册服务节点，配置中心根据服务名称和地址判断是否是新节点，如果是新的，会添加到数据库，如果不是，会修改节点信息，两种情况都会产生一条注册事件。
2.启动之后，服务节点定时（5s）向配置中心发送心跳请求，配置中心会更新节点的最后心跳时间；
3.当服务节点关闭的时候，可以向配置中心发送下线请求，比如在Application_End中，但是这个并不靠谱，下线的代码可有可无，所以再求他法；
4.配置中心定时（10s）检测那些状态是正常但是最后心跳时间已经大于8s的节点，如果服务节点返回约定的值，就说明节点是活着，配置中心更新节点的心跳时间，否则会修改结点的状态为断开，同时生产一条下线事件。
5.配置中心定时（15s）检测那些状态是断开（只是断开的，禁用的不检测），最近15s都不心跳的服务节点，试图把服务节点拉起，如果拉起成功，就会马上生成节点注册事件（当应用程序启动了也会生成这个事件，可能会重复，不过没关系，客户端会处理好的）
经过这么你来我往的交互，服务节点在配置中心就活起来了：
上面都是自动触发的事件，在配置中心里的操作，也是有事件产生的：
1.如果一个节点不存在，可以手动先添加，这个时候是没有事件的，新加后节点的状态是断开的，这个节点将来可能会被上面第5点说的由配置中心拉起来，也可能应用程序启动自己注册。
2.对一个已存在的节点，可以修改地址、版本、状态、和权重，修改完成会产生一条修改事件。
3.删除会产生删除事件。
这些自动或手动生成的事件，是为客户端获取最新服务节点状态使用的。
Stardust是没有路由的，是客户端直接调用服务的，所以客户端有发现和选择服务节点的能力。
由于服务信息都在配置中心，所以客户端在调用服务之前，要设置一下配置中心的地址：
StardustClient.SetConfigCenterUrl("http://localhost:85");
一个客户端可能会调用多个服务。
在客户端，维护着一个字典，key是服务名称，value的结构如下：
{
"MaxEventId":287, //最新服务节点事件Id
"LastInvokeTime":"2017-4-1 02:05:08", //客户端最后调用时间
"Nodes":[
{
"Id":1,
"ServiceName":"server1", //服务名
"Address":"127.0.0.1:8001", //服务节点地址
"Version":"1.25", //版本
"Status":1, //状态
"Weight":0, //权重
"DynamicWeight":0 //动态计算出来
}
] //节点列表
}
当调用一个服务的时候，先看看是不是已经获取了该服务的信息，如果没有，会从配置中心拉取过来这个服务下面所有正常的服务节点信息，然后存起来。这些信息也包含当前服务的节点事件的最大Id。
当调用一个服务的时候，客户端会在本地更新LastInvokeTime，纪录最后调用时间。
客户端会定时（6s）检测那些在1天内有调用过的服务，然后从配置中心拉去这些服务下面的节点事件（从本地MaxEventId开始），如果有事件的话，就把这些事件依次应用到对应的节点上，同时更新MaxEventId。
应用事件的逻辑：
var localNode = group.Nodes.FirstOrDefault(x => x.Id == evt.ServerNodeId);
if (localNode != null)
{
switch (evt.EventType)
{
case Common.Enum.NodeEventType.Logout:
case Common.Enum.NodeEventType.Delete:
localNode.Status = Common.Enum.ServerNodeStatus.Disabled;
break;
case Common.Enum.NodeEventType.Update:
case Common.Enum.NodeEventType.Register:
localNode.Status = evt.ServerNode.Status;
localNode.Address = evt.ServerNode.Address;
localNode.Version = evt.ServerNode.Version;
localNode.Weight = evt.ServerNode.Weight;
break;
default:
break;
}
}
else
{
if (evt.EventType == Common.Enum.NodeEventType.Register || evt.EventType == Common.Enum.NodeEventType.Update)
{
group.Nodes.Add(evt.ServerNode);
}
}
当一个服务正好下线了，状态还没有同步过来，这个时候客户端调用了就会有异常的，当在远程主机主动拒绝连接的时候，会在本地修改节点为禁用状态，这样就不会反复调用了，如果那个节点后来又好了，状态也是会通过事件同步过来的，然后这个节点就又可用了。
客户端获得了所调用的服务的节点信息，就可以直接调用服务了。
var client = new StardustClient("server1", "1.1");
var str = client.Invoke<string>("user", "hello", new { name = "Jack", count = 2 });
//var task=client.InvokeAsync<string>("user", "hello", new { name = "Jack", count = 2 }); // 或者异步调用
服务节点注册的版本是固定的，但是客户端的选择应该是灵活的。
基于这个的考虑，我把版本分成两部分 x.y ,x和y都是整数，x表示不兼容版本，y表示可兼容版本。
如果一个服务有以下节点：
node_a 2.23
node_b 2.23
node_c 2.21
node_d 2.20
node_e 1.24
在客户端实例化的时候,版本号可以如上面那样"1.1"指定版本号，更灵活的是在可兼容版本y可以是*，可以在y后面带上+，-，>,<这四个符号：
2.* ：会选择x等于2，兼容版本里面最高一组版本，[ node_a 2.23 , node_b 2.23 ]
2.21+ ：会选择x等于2，y大于等于21的一组兼容版本，[node_a 2.23 , node_b 2.23 , node_c 2.21]
2.21- : 会选择x等于2，y小于等于21的一组兼容版本，[node_c 2.21 , node_d 2.20]
1.24< : 会选择x等于1，y小于24的兼容版本，列表中没有符合的节点，[]
1.20> : 会选择x等于1，y大于20的兼容版本，[node_e 1.24]
我们根据版本号筛选出了可用节点列表，下一步是根据权重确定具体的调用节点。
如果可用节点列表为空，就抛出异常；如果只有一个节点，那就是它了；如果不止一个，就要先计算他们的权重。
假设有三个节点，默认权重都是0，这个时候每个节点的动态权重都是1/3，所以选择的概率是相等的。
如果其中一个节点权重是2，另外两个是0，那么先算出为全部为零的平均权重1/3，他们总的动态权重是： sum=2+ 1/3 + 1/3，他们的动态权重则分别是 ： 2/sum，(1/3)/sum，(1/3)/sum。
获取到动态权重，经过随机数定位区间，就可以确定具体的节点了。
每次实例化客户端的时候，都会通过版本号筛选和计算动态权重，这样在增删改服务节点之后，就反映到客户端了。
起始于2017.3.16凌晨4点左右，突然醒来画了个图，上面所说的实现，大都是那1个小时整理的思路：
附源码地址 http://git.oschina.net/loogn/Stardust