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微服務(wù)（Microservice），一種用于構(gòu)建應(yīng)用的分布式架構(gòu)框架，其解決了傳統(tǒng)軟件開發(fā)面臨著很多的問題，比如：代碼重復(fù)率高、代碼龐大難以維護、無法快速迭代、測試成本高、可伸縮性差、可靠性差、模塊間高度依賴等。

什么是微服務(wù)？

ThoughtWorks 首席科學(xué)家馬丁·福勒（Martin Fowler）曾說過：微服務(wù)架構(gòu)風(fēng)格是以一組小服務(wù)來開發(fā)單個應(yīng)用程序的方法，每一個服務(wù)運行在自己獨立的進程中并且使用輕量的方法通信，通常是一個HTTP API接口。這些服務(wù)圍繞相關(guān)業(yè)務(wù)范圍構(gòu)建并且由全自動化部署機器獨立部署。這些服務(wù)只需要最低限度的管理，可以用不同的編程語言去編寫并且使用不同的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。

聊到微服務(wù)架構(gòu)，不得不說說上一代傳統(tǒng)單體架構(gòu)。單塊應(yīng)用目前應(yīng)用還是較多的，它部署容易，但任何改動都會牽一發(fā)動全身。哪怕是對應(yīng)用程序一個小地方的改變，都需要整個單塊應(yīng)用被重新構(gòu)建和部署。如要實現(xiàn)縮放，需要縮放整個應(yīng)用程序而不是應(yīng)用程序的某一部分，這要求更多的資源。

單體架構(gòu) VS 微服務(wù)框架

微服務(wù)架構(gòu)的通用特性

根據(jù)MartinFowler的分析，微服務(wù)架構(gòu)具有一些通用特性，但并非所有微服務(wù)架構(gòu)應(yīng)用都必須具備所有這些特性。

• 1、通過服務(wù)實現(xiàn)組件化(Componentizationvia Services)：組件即可以被獨立替換和升級的軟件單；
• 2、圍繞業(yè)務(wù)能力組織服務(wù)(Organizedaround Business Capabilities)：微服務(wù)團隊的組織結(jié)構(gòu)必須是跨功能的（如：既管應(yīng)用，也管數(shù)據(jù)庫）、強搭配的DevOps開發(fā)運維一體化團隊；
• 3、產(chǎn)品而非項目模式(Productsnot Projects)：“誰開發(fā)，誰運營”的開發(fā)運維一體化方法；
• 4、智能端點與管道扁平化(Smartendpoints and dumb pipes)：指采用輕量級異步通訊機制；
• 5、“去中心化”治理(DecentralizedGovernance)：使用合適的工具完成各自的任務(wù)，每個微服務(wù)可以考慮選用最佳工具完成。微服務(wù)的技術(shù)標準傾向于尋找其他開發(fā)者已成功驗證解決類似問題的技術(shù)；
• 6、“去中心化”數(shù)據(jù)管理(DecentralizedData Management)；
• 7、基礎(chǔ)設(shè)施自動化(InfrastructureAutomation)；
• 8、故障處理設(shè)計(Designfor failure)：容錯機制；
• 9、演進式的設(shè)計(EvolutionaryDesign)。

為什么要采用微服務(wù)架構(gòu)？

軟件架構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了從單體結(jié)構(gòu)、垂直架構(gòu)、SOA架構(gòu)到微服務(wù)架構(gòu)的過程，各個架構(gòu)的特點如下圖所示：

各架構(gòu)特點

相對于傳統(tǒng)單體架構(gòu)來說，微服務(wù)架構(gòu)有著絕對的優(yōu)勢，企業(yè)應(yīng)用向微服務(wù)架構(gòu)演進的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。

傳統(tǒng)架構(gòu) VS 微服務(wù)架構(gòu)

微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)點

• 1、每個服務(wù)都比較簡單，只關(guān)注于一個業(yè)務(wù)功能。
• 2、微服務(wù)架構(gòu)方式是松耦合的，可以提供更高的靈活性。
• 3、微服務(wù)可通過最佳及最合適的不同的編程語言與工具進行開發(fā)，能夠做到有的放矢地解決針對性問題。
• 4、每個微服務(wù)可由不同團隊獨立開發(fā)，互不影響，加快推出市場的速度。
• 5、微服務(wù)架構(gòu)是持續(xù)交付(CD)的巨大推動力，允許在頻繁發(fā)布不同服務(wù)的同時保持系統(tǒng)其他部分的可用性和穩(wěn)定性。

• 1、運維開銷及成本增加；
• 2、必須有堅實的DevOps開發(fā)運維一體化技能
• 3、隱式接口及接口匹配問題
• 4、代碼重復(fù)
• 5、分布式系統(tǒng)的復(fù)雜性
• 6、異步機制
• 7、可測性的挑戰(zhàn)

因此，企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)使用微服務(wù)的先決條件要提前考慮到位。

使用微服務(wù)的先決條件

當軟件的復(fù)雜度很低的時候，單體架構(gòu)下的生產(chǎn)力是要高于微服務(wù)架構(gòu)的，但隨著復(fù)雜度的不斷增加，無論是單體應(yīng)用還是微服務(wù)應(yīng)用的生產(chǎn)力都會下降，只是微服務(wù)架構(gòu)的下降會相對緩慢一些。

如果長期業(yè)務(wù)規(guī)劃不需要微服務(wù)架構(gòu)或者團隊不具備實施微服務(wù)一些基本的條件，不建議實施微服務(wù)，或者應(yīng)用從試點入手，逐步在團隊中推行微服務(wù)架構(gòu)。

如何實施微服務(wù)架構(gòu)

微服務(wù)架構(gòu)4大設(shè)計原則：

· AKF拆分：AKF擴展立方體（Scalability Cube），是《架構(gòu)即未來》一書中提出的可擴展模型，這個立方體有三個軸線，每個軸線描述擴展性的一個維度，他們分別是產(chǎn)品、流程和團隊。

· 前后端分離：前后端分離原則，簡單來講就是前端和后端的代碼分離也就是技術(shù)上做分離，推薦的模式是最好直接采用物理分離的方式部署，進一步促使進行更徹底的分離。

· 無狀態(tài)服務(wù)：首先說一下什么是狀態(tài)：如果一個數(shù)據(jù)需要被多個服務(wù)共享，才能完成一筆交易，那么這個數(shù)據(jù)被稱為狀態(tài)。進而依賴這個“狀態(tài)”數(shù)據(jù)的服務(wù)被稱為有狀態(tài)服務(wù)，反之稱為無狀態(tài)服務(wù)。那么這個無狀態(tài)服務(wù)原則并不是說在微服務(wù)架構(gòu)里就不允許存在狀態(tài)，表達的真實意思是要把有狀態(tài)的業(yè)務(wù)服務(wù)改變?yōu)闊o狀態(tài)的計算類服務(wù)，那么狀態(tài)數(shù)據(jù)也就相應(yīng)的遷移到對應(yīng)的“有狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)”中。

· Rest 通信風(fēng)格：作為一個原則來講本來應(yīng)該是個“無狀態(tài)通信原則”，在這里推薦一個實踐優(yōu)選的 Restful 通信風(fēng)格 ，因為他有很多好處：

• 1、無狀態(tài)協(xié)議 HTTP，具備先天優(yōu)勢，擴展能力很強。例如需要安全加密是，有現(xiàn)成的成熟方案 HTTPS 可用。
• 2、JSON 報文序列化，輕量簡單，人與機器均可讀，學(xué)習(xí)成本低，搜索引擎友好。
• 3、語言無關(guān)，各大熱門語言都提供成熟的 Restful API 框架，相對其他的一些 RPC 框架生態(tài)更完善。
• 4、當然在有些特殊業(yè)務(wù)場景下，也需要采用其他的 RPC 框架，如 thrift、avro-rpc、grpc。但絕大多數(shù)情況下 Restful 就足夠用了。

行云系統(tǒng)設(shè)計的微服務(wù)實踐

kaiyun開云創(chuàng)新基于微框架 SpringBoot 實踐，涵蓋了微服務(wù)模塊50個，多語言開發(fā)框架，多協(xié)議支持，并且應(yīng)用基于容器技術(shù)等。

主要模塊有：

Mart — 應(yīng)用商店

Factory—應(yīng)用工廠

Composer—設(shè)計器

APIGateway—API網(wǎng)關(guān)

Admin—運維中心

DNS—外部DNS服務(wù)

Orca—調(diào)度器

Blueprint Repo—藍圖存儲

Internal DNS—內(nèi)部DNS服務(wù)

Turtle —策略管理

Metrics—統(tǒng)計數(shù)據(jù)

Alert—監(jiān)控告警

杭州—區(qū)域，包括容器集群等

Gateway—服務(wù)接入網(wǎng)關(guān)

行云 SpringBoot 實踐架構(gòu)圖

總結(jié)

當前，以微服務(wù)、DevOps、容器、多云業(yè)務(wù)管理為代表的云原生技術(shù)已經(jīng)廣泛成熟應(yīng)用，成為加速企業(yè)數(shù)字化業(yè)務(wù)高效創(chuàng)新、實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最佳技術(shù)支撐。而信創(chuàng)支持、國產(chǎn)化支持，是中國企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不得不滿足的基本要求。更有專家指出，在關(guān)乎企業(yè)生存的必選項“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”以及國家信創(chuàng)戰(zhàn)略的共同沖擊下，企業(yè)需要改變現(xiàn)有業(yè)務(wù)和IT的架構(gòu)，更快速地應(yīng)對挑戰(zhàn)、響應(yīng)變化，增強自身的競爭力。

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