微服务设计

Java小课堂 BY武汉分院

分享人：甘乐

1.背景介绍

2.知识剖析

3.常见问题

4.解决方案

5.编码实战

6.扩展思考

7.参考文献

8.更多讨论

1.背景介绍

微服务(Microservices)是一种分布式系统解决方案,推动细粒度服务的使用,这些服务协同工作,且每个服务都有自己的生命周期.随着领域驱动设计,持续交付,按需虚拟化, 基础设施自动化,小型自治团队,大型集群系统这些实践的流行,微服务应运而生.它不是被发明出来的,而是从现实世界中总结出来的一种趋势或模式.

2.知识剖析

1.传统的web开发方式---Monolithic

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 DB/DAO,Service,UI等所有逻辑.

Monolithic比较适合小项目,优点:

  • 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

Monolithic缺点也非常明显,特别对于互联网公司来说:

  • 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.

2.微服务的内涵

微服务的目的是有效的拆分应用,实现敏捷开发和部署.

X轴代表运行多个负载均衡器之后运行的实例,Y轴代表将应用进一步分解为微服务 （分库）,数据量大时,还可以用Z轴将服务按数据分区(分表).

基本内涵:

  • 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（强服务个体和弱通信）
  • 自动化运维(DevOps)
  • 容错
  • 快速演化

3.微服务的特征

小型且专注于业务领域

自治性

4.微服务优缺点

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: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

3.常见问题

SOA vs Microservice

4.解决方案

Microservice是SOA的传承,一种细粒度的SOA;但最本质的区别就在于Smart endpoints and dumb pipes,或者说是真正的分布式的、去中心化的.Smart endpoints and dumb pipes本质就是去ESB(Enterprise Service Bus),把所有的“思考”逻辑包括路由、消息解析等放在服务内部（Smart endpoints）,去掉一个大一统的ESB,服务间轻通信（dumb pipes）,是比SOA更彻底的拆分.

5.编码实战

实践微服务

  • 客户端如何访问这些服务？
  • 服务之间如何通信？
  • 这么多服务,怎么找?
  • 服务挂了怎么办？

5.1客户端如何访问这些服务？

一般在后台N个服务和前端间有一个API Gateway,为前台提供后台服务的聚合,提供统一的服务出口,解除耦合.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

5.2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:

  1. 同步调用
    • REST(JAX-RS,Spring Boot)
    • RPC(Thrift, Dubbo)
  2. 异步消息调用
    • Kafka
    • Notify
    • MetaQ

5.3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.

  • 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.

5.4这么多服务,服务挂了怎么办?

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,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)

6.扩展思考

微服务的前景

对于大的互联网公司,微服务架构是血液,是习惯,每家公司都有自己的套路和架构,细节有不同,但是核心理念是通的.

对于一般的公司而言,实践微服务有非常大的技术挑战,于是乎才有了这么多IT供应商考虑这里的商机.微服务比较适合未来有一定的扩展复杂度,且有很大用户增量预期的应用,说人话就是新兴的互联网公司.创业初期,不可能买大量的机器或者很贵的机器,但是又必须考虑应对成功后的巨量的用户,微服务架构 成了最好的选择.

7.参考文献

1.博客——《微服务（Microservice）那点事》

2.《微服务设计(Building Microservices)》.  Sam Newman著.  崔力强,张骏译.  北京.  人民邮电出版社.  2016. 04

8.更多讨论

今天的分享就到这里啦,欢迎大家提问和探讨~