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  • 微服务起源及实践——”微服务哪些事“摘录

    早上看到这篇文章讲的很不错,将里面的一些观点摘绿整理一下:http://www.oschina.net/news/70121/microservice

    一、微服务概念的提出:Martin,敏捷开发方法创始人之一,《重构》《企业应用架构模式》作者,ThoughtWorks公司的首席科学家

    微服务的流行,Martin功不可没,这老头也是个奇人,特别擅长抽象归纳和制造概念,我觉的这就是最牛逼的markting啊,感觉这也是目前国人欠缺的能力。

    Martin Fowler是国际著名的OO专家,敏捷开发方法的创始人之一,现为ThoughtWorks公司的首席科学家.福勒(Martin Fowler),在面向对象分析设计、UML、模式、软件开发方法学、XP、重构等方面,都是世界顶级的专家,现为Thought Works公司的首席科学家。Thought Works是一家从事企业应用开发和集成的公司。早在20世纪80年代,Fowler就是使用对象技术构建多层企业应用的倡导者,他著有几本经典书籍: 《企业应用架构模式》、《UML精粹》和《重构》等。—— 百度百科

    二、微服务的目的:微服务的目的是有效的拆分应用,实现敏捷开发和部署 。

    传统的web开发方式所有的功能打包在一个 WAR包里,基本没有外部依赖(除了容器),部署在一个JEE容器(Tomcat,JBoss,WebLogic)里,包含了 DO/DAO,Service,UI等所有逻辑。
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    优点是:

    • 开发简单直接,集中式管理
    • 基本不会重复开发
    • 功能都在本地,没有分布式的管理开销和调用开销

    它的缺点也非常明显,特别对于互联网公司来说(不一一列举了):

    • 开发效率低:所有的开发在一个项目改代码,递交代码相互等待,代码冲突不断
    • 代码维护难:代码功能耦合在一起,新人不知道何从下手
    • 部署不灵活:构建时间长,任何小修改必须重新构建整个项目,这个过程往往很长
    • 稳定性不高:一个微不足道的小问题,可以导致整个应用挂掉
    • 扩展性不够:无法满足高并发情况下的业务需求

    所以,现在主流的设计一般会采用Microservice Architecture,就是基于微服务的架构。 
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    三、一些定义标准:系统拆分成进程独立服务、分布式管理、自动化运维、容错、快速演化

    1. 一些列的独立的服务共同组成系统

    2. 单独部署,跑在自己的进程里
    3. 每个服务为独立的业务开发
    4. 分布式的管理

    • 分布式服务组成的系统
    • 按照业务而不是技术来划分组织
    • 做有生命的产品而不是项目
    • Smart endpoints and dumb pipes(我的理解是强服务个体和弱通信)
    • 自动化运维(DevOps)
    • 容错
    • 快速演化

    四、实践方法:服务管理、访问、通信、容错

    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。
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    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)

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    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。

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    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
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    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

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    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)

    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
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