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【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

发布时期:2019-11-27 10:15
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微服务的概念最早在 2012 年提出,在 Martin Fowler 的大力推广下,微服务在 2014 年后得到了大力发展。今天我们通过一组手绘图来梳理下微服务的核心架构。 什么是微服务? 微服务 Microservices 之父, ...

微服务的概念最早在 2012 年提出,在 Martin Fowler 的大力推广下,微服务在 2014 年后得到了大力发展。今天我们通过一组手绘图来梳理下微服务的核心架构。

 

什么是微服务?

微服务 Microservices 之父,马丁.福勒,对微服务大概的概述如下:

就目前而言,对于微服务业界并没有一个统一的、标准的定义(While there is no precise definition of this architectural style ) 。

 

但通常在其而言,微服务架构是一种架构模式或者说是一种架构风格,它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务,每个服务运行独立的自己的进程中,服务之间互相协调、互相配合,为用户提供最终价值。

 

服务之间采用轻量级的通信机制互相沟通(通常是基于 HTTP 的 RESTful API ) 。每个服务都围绕着具体业务进行构建,并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等。

 

另外,应尽量避免统一的、集中式的服务管理机制,对具体的一个服务而言,应根据业务上下文,选择合适的语言、工具对其进行构建,可以有一个非常轻量级的集中式管理来协调这些服务。可以使用不同的语言来编写服务,也可以使用不同的数据存储。

根据马丁.福勒的描述,我总结了以下几点:

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

①小服务

小服务,没有特定的标准或者规范,但他在总体规范上一定是小的。

②进程独立

每一组服务都是独立运行的,可能我这个服务运行在 Tomcat 容器,而另一个服务运行在 Jetty 上。可以通过进程方式,不断的横向扩展整个服务。

③通信

过去的协议都是很重的,就像 ESB,就像 SOAP,轻通信,这意味着相比过去更智能更轻量的服务相互调用,就所谓 smart endpoints and dumb pipes。

这些 Endpoint 都是解耦的,完成一个业务通信调用串起这些 Micro Service 就像是 Linux 系统中通过管道串起一系列命令业务。

过去的业务,我们通常会考虑各种各样的依赖关系,考虑系统耦合带来的问题。微服务,可以让开发者更专注于业务的逻辑开发。

④部署

不止业务要独立,部署也要独立。不过这也意味着,传统的开发流程会出现一定程度的改变,开发的适合也要有一定的运维职责。

⑤管理

传统的企业级 SOA 服务往往很大,不易于管理,耦合性高,团队开发成本比较大。

微服务,可以让团队各思其政的选择技术实现,不同的 Service 可以根据各自的需要选择不同的技术栈来实现其业务逻辑。

微服务的利与弊

为什么用微服务呢?因为好玩?不是的。下面是我从网络上找到说的比较全的优点:

  • 优点是每个服务足够内聚,足够小,代码容易理解这样能聚焦一个指定的业务功能或业务需求。

     

  • 开发简单、开发效率提高,一个服务可能就是专一的只干一件事。

     

  • 微服务能够被小团队单独开发,这个小团队是 2 到 5 人的开发人员组成。

     

  • 微服务是松耦合的,是有功能意义的服务,无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。

     

  • 微服务能使用不同的语言开发。

     

  • 易于和第三方集成,微服务允许容易且灵活的方式集成自动部署,通过持续集成工具,如 Jenkins,Hudson,bamboo。

     

  • 微服务易于被一个开发人员理解,修改和维护,这样小团队能够更关注自己的工作成果。无需通过合作才能体现价值。微服务允许你利用融合最新技术。

     

  • 微服务只是业务逻辑的代码,不会和 HTML,CSS 或其他界面组件混合。

     

  • 每个微服务都有自己的存储能力,可以有自己的数据库,也可以有统一数据库。

总的来说,微服务的优势,就是在于,面对大的系统,可以有效的减少复杂程度,使服务架构的逻辑更清晰明了。
但是这样也会带来很多问题,就譬如分布式环境下的数据一致性,测试的复杂性,运维的复杂性。

什么组织适合使用微服务?

微服务带了种种优点,种种弊端,那么什么组织适合使用微服务?

①墨菲定律(设计系统)和康威定律(系统划分)

康威定律,是一个五十多年前就被提出来的微服务概念。在康威的这篇文章中,最有名的一句话就是:

Organizations which design systems are constrained to produce designs which are copies of the communication structures of these organizations. 

-Melvin Conway(1967)

中文直译大概的意思就是:设计系统的组织,其产生的设计等同于组织之内、组织之间的沟通结构。

看看下面的图片,再想想 Apple 的产品、微软的产品设计,就能形象生动的理解这句话。

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

感兴趣的各位可以研究一下!

②架构演化

架构是不断演化出来的,微服务也是这样,当从各大科技公司,规模大到一定程度,完全需要演化成更进一步管理的技术架构体系。

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

传统的团队,都是面向过程化的,产品想完了去找策划,策划完了找开发,接着顺着一步一步找。

我们做技术都是为了产品的,一旦过程出来了什么问题,回溯寻找问题会非常耗时。

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

使用了微服务架构体系,团队组织方式需要转变成跨职能团队,即每个团队都有产品专家,策划专家,开发专家,运维专家,他们使用 API 方式发布他们的功能,而平台使用他们的功能发布产品。

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!
微服务技术架构体系

下面我分享一下大部分公司都使用的微服务技术架构体系:

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

服务发现

主流的服务发现,分为三种:

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

第一种,开发人员开发了程序以后,会找运维配一个域名,服务的话通过 DNS 就能找到我们对应的服务。

缺点是,由于服务没有负载均衡功能,对负载均衡服务,可能会有相当大的性能问题。

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

第二种,是目前普遍的做法。可以参考 Zuul 网关,每一个服务都通过服务端内置的功能注册到注册中心,服务消费者不断轮询注册中心发现对应的服务,使用内置负载均衡调用服务。

缺点是,对多语言环境不是很好,你需要单独给消费者的客户端开发服务发现和负载均衡功能。当然了,这个方法通常都是用在 Spring Cloud 上的。

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

第三种,是将客户端和负载均衡放在同一个主机,而不是同一个进程内。
这种方法相对第一种第二种方法来说,改善了他们的缺点,但是会极大增加运维成本。

网关

微服务的网关是什么?我们可以联系生活实际想一下。每一个大的公司,都会有一偏属于自己的建筑区,而这建筑区内,都有不少的门卫。如果有外来人员进入公司,会先和门卫打好招呼,才能进去。

将生活实际联系到微服务上,就不难理解网关的意思了:

【12张手绘图】我搞懂了微服务架构!

网关的作用如下:
  • 反向路由:很多时候,公司不想让外部人员看到我们公司的内部,就需要网关来进行反向路由。即将外部请求转换成内部具体服务调用。

     

  • 安全认证:网络中会有很多恶意访问,譬如爬虫,譬如黑客攻击,网关维护安全功能。

     

  • 限流熔断:当请求很多服务不堪重负,会让我们的服务自动关闭,导致不能用服务。限流熔断可以有效的避免这类问题。

     

  • 日志监控:所有的外面的请求都会经过网关,这样我们就可以使用网关来记录日志信息。

     

  • 灰度发布,蓝绿部署。是指能够平滑过渡的一种发布方式。在其上可以进行 A/B testing。

     

    即让一部分用户继续用产品特性 A,一部分用户开始用产品特性 B,如果用户对 B 没有什么反对意见,那么逐步扩大范围,把所有用户都迁移到 B 上面来。

TOOBUG(开发工程师)-本文作者
一个毫无志向的程序员,我就是我,不是toobug
570 0 2019-11-27 10:15
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