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  • 微服务架构的理解定义:将功能分解成一系列服务的一种架构模式。着重点:相对于应用系统的功能性需求,更着重于应用系统的扩展性、灵活性,还有性能、运维、安全、测试、监控等非功能性需求。核心思想:...

    微服务架构的理解

    定义:将功能分解成一系列服务的一种架构模式。

    着重点:相对于应用系统的功能性需求,更着重于应用系统的扩展性、灵活性,还有性能、运维、安全、测试、监控等非功能性需求。

    核心思想:分而治之,将一个应用拆分成多个松耦合的服务,这些服务之间通过某种协议(REST、RPC等)进行互相协作,其中一个关键点就是各服务之间的松耦合,各服务之间通过一种“标准”的协议进行沟通,不需要理解对方服务的实现逻辑、实现方式,只要在对方不影响自己所提供的服务功能即可。

    微服务中的服务:服务是一个可以独立运行、提供范围有限的功能(可以是业务功能,也有可能是非业务功能)的组件(微服务是可以单独部署运行的)。

    优点:

    优点:

    • 松耦合:服务提供者和服务消费者互不影响。

    • 抽象:当前微服务对自己所拥有的数据有绝对控制权,其他微服务只有通过该服务才能够访问此数据。

    • 独立:每个微服务都可以在不影响其他微服务的情况下进行编译、打包和部署。

    • 应对用户需求的多样性:不同的微服务承担不同的职责,快速部署上线能力可以让用户需求尽早实现。

    • 更高可用性和弹性:微服务架构可以认为是一个去中心化的应用,每一个微服务都可以随时上线或下线。

    缺点:

    • 可用性降低:微服务之间都是通过远程调用进行协作的,远程调用必然是不稳定的。

    • 处理分布式事务较棘手:当一个请求的业务涉及多个微服务时,保障数据的一致性就成为一个棘手的问题。

    • 全能对象(God Classes)阻止业务拆分:几乎涉及了每个服务的对象,难以拆分。如电商系统的订单对象。

    • 学习难度曲线加大:需要开发人员学习掌握一系列的微服务开发技术,加大了进入门槛。

    • 组织架构变更:虽然对于单独一个微服务的部署简化了,但是整个应用部署的复杂度却提升了,需要涉及服务编排和服务治理等一系列处理,可能还需要协调不同的团队,以及在人事组织上进行调整来适应这种变化。

    微服务架构的设计

    微服务架构的设计一定是与时俱进的,因此我们也不可能在第一次设计时就设计出一个完美的架构体系。

    微服务架构如何设计呢?简单可概括为三步:

    1. 把应用中关键的需求定义出来。

    2. 识别出采用微服务架构时应用中所包含的所有服务。

    3. 规划出各服务之间的协作关系。

    注意:在服务拆分和服务协作规划时,一定要专注于业务,专注于业务,专注于业务。

    当识别出应用的每一个微服务后,我们就需要考虑这些微服务之间如何进行协作。定义各个微服务之间协作关系最有效的方式就是根据每一个业务进行分析。有些业务场景可能只需要某一个服务就可以完成,有些业务场景则可能需要两个或多个服务才可以。这些协作可能是实时同步的,也可能是异步执行,我们可以根据这些具体需求来确定使用何种方式进行交互(是使用REST、RPC,还是消息)。此外,还有一个需要我们第一时间去考虑的问题就是用户的服务请求最初是由哪个服务承担的。

    微服务粒度

    那么如何衡量我们所设计的微服务粒度是否合适呢?

    粗粒度的微服务的两种表现:

    1. 当前微服务承担了太多的职责,在服务中塞了过多的业务逻辑和业务规则,而且业务流程也非常复杂,难以理解(常常会有感觉好像还是在开发单体系统一样)。

    2. 当前微服务拥有众多数据的管理权限。对于一个粒度合适的微服务来说,其所管辖的数据也是有限的。当此微服务所管辖的数据众多,并且这些数据之间也没有合适的业务关联,那么显然该微服务粒度太粗了。

    细粒度的微服务的两种表现:

    1. 每一个微服务几乎都需要和其他的微服务进行沟通,每个微服务只承担其中很少量的业务处理,造成了一个外部请求需要经过太多的微服务才能够完成处理。

    2. 当想单拎出一个服务时,发现几乎不可能,因为每一个微服务都依赖于其他微服务,同时又被其他微服务所依赖。

    注意:在最初构建粗颗粒度的服务要优于过细的微服务,因为粗粒度的微服务会随着系统升级而逐渐细化形成粒度合适的微服务,而过细的微服务在构建和管理上非常复杂,也难以重构、合并成合适的大小。

    微服务拆分原则

    1. 单一职责原则:一个微服务承担太多职责的话,也会导致微服务业务之间的耦合,将微服务保持足够小,仅拥有一个业务职责,保持微服务的业务单一性,从而提升应用的稳定性。

    2. 共同封闭原则:当修改某一项业务时,只需要在一个微服务中单独修改。一方面可以减少微服务的数量,另外一方面当在不同团队协作开发的场景中,减少了不同微服务开发团队之间沟通成本。

    微服务自治原则

    微服务的运行和维护自治:

    团队越大,那么沟通与协助成本就会越高。所以你的微服务你负责——“你构建,你运行”。

    微服务的业务和数据自治:

    每个微服务拥有其业务领域对象下的数据,只有该微服务可以对这些数据进行操作(包含读取与更改),而其他微服务只有通过该服务才能访问到这些数据,不能直接通过数据库进行沟通。

    微服务交互原则

    • 使用REST协议:建议使用HTTP作为服务的调用协议,并在服务处理上使用HTTP标准动词(GETPUTPOSTDELETE

    • 使用URI表达:服务端点的URI能够清晰表达出所要解决的问题、提供的方法、相应资源信息及资源之间的关联关系。

    • 使用JSON数据格式:JSON是轻量级数据格式协议,及自带序列化和反序列化机制,并且对于前端开发来说非常容易使用与整合。

    • 使用HTTP标准状态码:HTTP协议本身具有非常丰富的状态码,并且通俗易懂。

    微服务架构迁移

    从单体架构应用迁移到微服务架构,有一个很重要的指导思想就是不要大规模进行重构,而是一小步一小步来。

    不应使用微服务架构的情形

    当我们在开发时遇到下属情形时应避免使用微服务架构:

    • 构建分布式架构非常吃力时

      构建微服务架构的同时也就把更为复杂的服务编排、服务治理及服务运维等引入到你的组织架构中,这种与构建单体架构的复杂度不可同日而语,微服务架构的开发还需要更高级的服务运维技术支持。

    • 服务器蔓延时

      服务器和运维是一笔不小的开销。

    • 采用小型应用、快速产品原型时

      微服务架构的诞生是为了解决可复用,并且需要快速扩展的大型应用的问题。

    • 对数据事务的一致性有一定要求时

      分布式事务管理始终是分布式架构开发的头等难题,可能会成为系统应用的一个瓶颈。

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  • 微服务架构微服务架构最强讲解,那叫一个通俗易懂! 目录如下: 一、微服务架构介绍 二、出现和发展 三、传统开发模式和微服务的区别 四、微服务的具体特征 五、SOA和微服务的区别 六、如何具体实践微服务 七、常见...

    微服务架构微服务架构最强讲解,那叫一个通俗易懂!

    目录如下:
    一、微服务架构介绍
    二、出现和发展
    三、传统开发模式和微服务的区别
    四、微服务的具体特征
    五、SOA和微服务的区别
    六、如何具体实践微服务
    七、常见的微服务设计模式和应用
    八、微服务的优点和缺点
    九、思考:意识的转变
    十、参考资料和推荐阅读

    一、微服务架构介绍
      微服务架构(Microservice Architecture)是一种架构概念,旨在通过将功能分解到各个离散的服务中以实现对解决方案的解耦。你可以将其看作是在架构层次而非获取服务的
    类上应用很多SOLID原则。微服务架构是个很有趣的概念,它的主要作用是将功能分解到离散的各个服务当中,从而降低系统的耦合性,并提供更加灵活的服务支持。
    概念: 把一个大型的单个应用程序和服务拆分为数个甚至数十个的支持微服务,它可扩展单个组件而不是整个的应用程序堆栈,从而满足服务等级协议。
    定义: 围绕业务领域组件来创建应用,这些应用可独立地进行开发、管理和迭代。在分散的组件中使用云架构和平台式部署、管理和服务功能,使产品交付变得更加简单。
    本质: 用一些功能比较明确、业务比较精练的服务去解决更大、更实际的问题。
    二、出现和发展
      微服务(Microservice)这个概念是2012年出现的,作为加快Web和移动应用程序开发进程的一种方法,2014年开始受到各方的关注,而2015年,可以说是微服务的元年;
    越来越多的论坛、社区、blog以及互联网行业巨头开始对微服务进行讨论、实践,可以说这样更近一步推动了微服务的发展和创新。而微服务的流行,Martin Fowler功不可没。
    这老头是个奇人,特别擅长抽象归纳和制造概念。特别是微服务这种新生的名词,都有一个特点:一解释就懂,一问就不知,一讨论就打架。

    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。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

    三、传统开发模式和微服务的区别
      先来看看传统的web开发方式,通过对比比较容易理解什么是Microservice Architecture。和Microservice相对应的,这种方式一般被称为Monolithic(单体式开发)。
    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。
    在这里插入图片描述

    优点:
    ①开发简单,集中式管理
    ②基本不会重复开发
    ③功能都在本地,没有分布式的管理和调用消耗
    缺点:
    1、效率低:开发都在同一个项目改代码,相互等待,冲突不断
    2、维护难:代码功功能耦合在一起,新人不知道何从下手
    3、不灵活:构建时间长,任何小修改都要重构整个项目,耗时
    4、稳定性差:一个微小的问题,都可能导致整个应用挂掉
    5、扩展性不够:无法满足高并发下的业务需求

    常见的系统架构遵循的三个标准和业务驱动力:
      1、提高敏捷性:及时响应业务需求,促进企业发展
      2、提升用户体验:提升用户体验,减少用户流失
      3、降低成本:降低增加产品、客户或业务方案的成本
    基于微服务架构的设计:
    目的: 有效的拆分应用,实现敏捷开发和部署
    在这里插入图片描述

    关于微服务的一个形象表达:
    X轴: 运行多个负载均衡器之后的运行实例
    Y轴: 将应用进一步分解为微服务(分库)
    Z轴: 大数据量时,将服务分区(分表)
    四、微服务的具体特征
    官方的定义:
    1、一些列的独立的服务共同组成系统
    2、单独部署,跑在自己的进程中
    3、每个服务为独立的业务开发
    4、分布式管理
    5、非常强调隔离性
    大概的标准:
    1、分布式服务组成的系统
    2、按照业务,而不是技术来划分组织
    3、做有生命的产品而不是项目
    4、强服务个体和弱通信( Smart endpoints and dumb pipes )
    5、自动化运维( DevOps )
    6、高度容错性
    7、快速演化和迭代
    五、SOA和微服务的区别
    1、SOA喜欢重用,微服务喜欢重写
      SOA 的主要目的是为了企业各个系统更加容易地融合在一起。说到SOA不得不说ESB(EnterpriseService Bus)。ESB是什么? 可以把ESB想象成一个连接所有企业级服务的脚手架。通过service broker,它可以把不同数据格式或模型转成canonical格式,把XML的输入转成CSV传给legacy服务,把SOAP 1.1服务转成 SOAP 1.2等等。它还可以把一个服务路由到另一个服务上,也可以集中化管理业务逻辑,规则和验证等等。它还有一个重要功能是消息队列和事件驱动的消息传递,比如把JMS服务转化成SOAP协议。各服务间可能有复杂的依赖关系。
      微服务 通常由重写一个模块开始。要把整个巨石型的应用重写是有很大的风险的,也不一定必要。我们向微服务迁移的时候通常从耦合度最低的模块或对扩展性要求最高的模块开始,把它们一个一个剥离出来用敏捷地重写,可以尝试最新的技术和语言和框架,然 后单独布署。它通常不依赖其他服务。微服务中常用的API Gateway的模式主要目的也不是重用代码,而是减少客户端和服务间的往来。API gateway模式不等同与Facade模式,我们可以使用如future之类的调用,甚至返回不完整数据。
    2、SOA喜欢水平服务,微服务喜欢垂直服务
      SOA 设计喜欢给服务分层(如Service Layers模式)。我们常常见到一个Entity服务层的设计,美其名曰Data Access Layer。这种设计要求所有的服务都通过这个Entity服务层来获取数据。这种设计非常不灵活,比如每次数据层的改动都可能影响到所有业务层的服务。而每个微服务通常有它自己独立的data store。我们在拆分数据库时可以适当的做些去范式化(denormalization),让它不需要依赖其他服务的数据。
    微服务 通常是直接面对用户的,每个微服务通常直接为用户提供某个功能。类似的功能可能针对手机有一个服务,针对机顶盒是另外一个服务。在SOA设计模式中这种情况通常会用到Multi-ChannelEndpoint的模式返回一个大而全的结果兼顾到所有的客户端的需求。
    3、SOA喜欢自上而下,微服务喜欢自下而上
      SOA 架构在设计开始时会先定义好服务合同(service contract)。它喜欢集中管理所有的服务,包括集中管理业务逻辑,数据,流程,schema,等等。它使用Enterprise Inventory和Service Composition等方法来集中管理服务。SOA架构通常会预先把每个模块服务接口都定义好。模块系统间的通讯必须遵守这些接口,各服务是针对他们的调用者。
    SOA架构适用于TOGAF之类的架构方法论。
      微服务 则敏捷得多。只要用户用得到,就先把这个服务挖出来。然后针对性的,快速确认业务需求,快速开发迭代。
    六、怎么具体实践微服务
    要实际的应用微服务,需要解决一下四点问题:
    1、客户端如何访问这些服务
    2、每个服务之间如何通信
    3、如此多的服务,如何实现?
    4、服务挂了,如何解决?(备份方案,应急处理机制)
    (1)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:
    ① 提供统一服务入口,让微服务对前台透明
    ② 聚合后台的服务,节省流量,提升性能
    ③ 提供安全,过滤,流控等API管理功能
      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。
    用过Taobao Open Platform(淘宝开放平台)的就能很容易的体会,TAO就是这个API Gateway。
    在这里插入图片描述

    (2)每个服务之间如何通信
      所有的微服务都是独立的Java进程跑在独立的虚拟机上,所以服务间的通信就是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:
    同步调用:
    ①REST(JAX-RS,Spring Boot)
    ②RPC(Thrift, Dubbo)
    异步消息调用(Kafka, Notify, MetaQ)
    在这里插入图片描述

    同步和异步的区别:
      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。
    (3)如此多的服务,如何实现?
      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。
    在这里插入图片描述

    (4)服务挂了,如何解决
      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。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:
    ①重试机制
    ②限流
    ③熔断机制
    ④负载均衡
    ⑤降级(本地缓存)
    这些方法基本都很明确通用,比如Netflix的Hystrix:https://github.com/Netflix/Hystrix
    在这里插入图片描述

    七、常见的设计模式和应用
    有一个图非常好的总结微服务架构需要考虑的问题,包括:
    1、API Gateway
    2、服务间调用
    3、服务发现
    4、服务容错
    5、服务部署
    6、数据调用
    在这里插入图片描述

    六种常见的微服务架构设计模式:
    1、聚合器微服务设计模式
    这是一种最常见也最简单的设计模式:
    在这里插入图片描述

      聚合器调用多个服务实现应用程序所需的功能。它可以是一个简单的Web页面,将检索到的数据进行处理展示。它也可以是一个更高层次的组合微服务,对检索到的数据增加业务逻辑后进一步发布成一个新的微服务,这符合DRY原则。另外,每个服务都有自己的缓存和数据库。如果聚合器是一个组合服务,那么它也有自己的缓存和数据库。聚合器可以沿X轴和Z轴独立扩展。
    2、代理微服务设计模式
    这是聚合模式的一个变种,如下图所示:
    在这里插入图片描述

      在这种情况下,客户端并不聚合数据,但会根据业务需求的差别调用不同的微服务。代理可以仅仅委派请求,也可以进行数据转换工作。
    3、链式微服务设计模式
    这种模式在接收到请求后会产生一个经过合并的响应,如下图所示:
    在这里插入图片描述

      在这种情况下,服务A接收到请求后会与服务B进行通信,类似地,服务B会同服务C进行通信。所有服务都使用同步消息传递。在整个链式调用完成之前,客户端会一直阻塞。
    因此,服务调用链不宜过长,以免客户端长时间等待。
    4、分支微服务设计模式
    这种模式是聚合器模式的扩展,允许同时调用两个微服务链,如下图所示:
    在这里插入图片描述

    5、数据共享微服务设计模式
      自治是微服务的设计原则之一,就是说微服务是全栈式服务。但在重构现有的“单体应用(monolithic application)”时,SQL数据库反规范化可能会导致数据重复和不一致。
    因此,在单体应用到微服务架构的过渡阶段,可以使用这种设计模式,如下图所示:
    在这里插入图片描述

      在这种情况下,部分微服务可能会共享缓存和数据库存储。不过,这只有在两个服务之间存在强耦合关系时才可以。对于基于微服务的新建应用程序而言,这是一种反模式。
    6、异步消息传递微服务设计模式
      虽然REST设计模式非常流行,但它是同步的,会造成阻塞。因此部分基于微服务的架构可能会选择使用消息队列代替REST请求/响应,如下图所示:
    在这里插入图片描述

    八、优点和缺点
    1、微服务的优点:
    关键点: 复杂度可控,独立按需扩展,技术选型灵活,容错,可用性高
    ① 它解决了复杂性的问题。它会将一种怪异的整体应用程序分解成一组服务。虽然功能总量 不变,但应用程序已分解为可管理的块或服务。每个服务都以RPC或消息驱动的API的形式定义了一个明确的边界;Microservice架构模式实现了一个模块化水平。
    ② 这种架构使每个服务都能够由专注于该服务的团队独立开发。开发人员可以自由选择任何有用的技术,只要该服务符合API合同。当然,大多数组织都希望避免完全无政府状态并限制技术选择。然而,这种自由意味着开发人员不再有义务使用在新项目开始时存在的可能过时的技术。在编写新服务时,他们可以选择使用当前的技术。此外,由于服务相对较小,因此使用当前技术重写旧服务变得可行。
    ③ Microservice架构模式使每个微服务都能独立部署。开发人员不需要协调部署本地服务的变更。这些变化可以在测试后尽快部署。例如,UI团队可以执行A | B测试,并快速迭代UI更改。Microservice架构模式使连续部署成为可能。
    ④ Microservice架构模式使每个服务都可以独立调整。您可以仅部署满足其容量和可用性限制的每个服务的实例数。此外,您可以使用最符合服务资源要求的硬件。
    2、微服务的缺点
    关键点(挑战): ,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,性能监控等
    ① 一个缺点是名称本身。术语microservice过度强调服务规模。但重要的是要记住,这是一种手段,而不是主要目标。微服务的目标是充分分解应用程序,以便于敏捷应用程序开发和部署。
    ② 微服务器的另一个主要缺点是分布式系统而产生的复杂性。开发人员需要选择和实现基于消息传递或RPC的进程间通信机制。此外,他们还必须编写代码来处理部分故障,因为请求的目的地可能很慢或不可用。
    ③ 微服务器的另一个挑战是分区数据库架构。更新多个业务实体的业务交易是相当普遍的。但是,在基于微服务器的应用程序中,您需要更新不同服务所拥有的多个数据库。使用分布式事务通常不是一个选择,而不仅仅是因为CAP定理。许多今天高度可扩展的NoSQL数据库都不支持它们。你最终不得不使用最终的一致性方法,这对开发人员来说更具挑战性。
    ④ 测试微服务应用程序也更复杂。服务类似的测试类将需要启动该服务及其所依赖的任何服务(或至少为这些服务配置存根)。再次,重要的是不要低估这样做的复杂性。
    ⑤ Microservice架构模式的另一个主要挑战是实现跨越多个服务的更改。例如,我们假设您正在实施一个需要更改服务A,B和C的故事,其中A取决于B和B取决于C.在单片应用程序中,您可以简单地更改相应的模块,整合更改,并一次性部署。相比之下,在Microservice架构模式中,您需要仔细规划和协调对每个服务的更改。例如,您需要更新服务C,然后更新服务B,然后再维修A.幸运的是,大多数更改通常仅影响一个服务,而需要协调的多服务变更相对较少。
    ⑥ 部署基于微服务的应用程序也更复杂。单一应用程序简单地部署在传统负载平衡器后面的一组相同的服务器上。每个应用程序实例都配置有基础架构服务(如数据库和消息代理)的位置(主机和端口)。相比之下,微服务应用通常由大量服务组成。例如,每个服务将有多个运行时实例。更多的移动部件需要进行配置,部署,扩展和监控。此外,您还需要实现服务发现机制,使服务能够发现需要与之通信的任何其他服务的位置(主机和端口)。传统的基于故障单和手动操作的方法无法扩展到这种复杂程度。因此,成功部署微服务应用程序需要开发人员更好地控制部署方法,并实现高水平的自动化。
    九、思考:意识的转变
      微服务对我们的思考,更多的是思维上的转变。对于微服务架构:技术上不是问题,意识比工具重要。
    关于微服务的几点设计出发点:
    1、应用程序的核心是业务逻辑,按照业务或客户需求组织资源(这是最难的)
    2、做有生命的产品,而不是项目
    3、头狼战队,全栈化
    4、后台服务贯彻Single Responsibility Principle(单一职责原则)
    5、VM->Docker (to PE)
    6、DevOps (to PE)
      同时,对于开发同学,有这么多的中间件和强大的PE支持固然是好事,我们也需要深入去了解这些中间件背后的原理,知其然知其所以然,在有限的技术资源如何通过开源技术实施微服务?
    最后,一般提到微服务都离不开DevOps和Docker,理解 微服务架构是核心,devops和docker是工具,是手段。

    综上仅个人总结,如有错误,欢迎指正!!
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  • 1.微服务架构是什么? 答:微服务架构(Microservice Architecture)是一种架构概念。通过将功能分解到各个离散的服务中心以实现对庞大复杂服务的解耦。 2. 微服务的特殊性? 答 : 原子服务,服务够小,而且尽...

    1.微服务架构是什么?

    答:微服务架构(Microservice Architecture)是一种架构概念。通过将功能分解到各个离散的服务中心以实现对庞大复杂服务的解耦。

     

    2. 微服务的特殊性?

    答 : 原子服务,服务够小,而且尽可能的合理分拆。

            高密度部署,节点多,自动化部署。

            敏捷交付,开发周期短,快速开发,快速上线。

            微自治,服务自管理。

    3. 什么时候需要?

    答:随着开发的进行,系统项目代码变得越来越多,运维部署变得越来越麻烦。小版本交付,一般是维护自己公司的产品,不适合做为乙方的开发。项目有高性能和高可靠的要求。

     

    4. 核心要素?

    答:微服务必须要有 服务的注册和发现,服务调用安全。负载均衡。

    5. 微服务的实现技术:主要有 Dubbo 和 SpringCloud ,Duboo不如 SpringCloud 全面。

    6. Hystrix 熔断机制,有服务降级的机制。如果某个service 堵塞了,线程不会一直堵塞,会返回一个处理结果。此时可以防止占用资源,通过线程池的机制实现资源隔离。熔断机制,可以通过设置参数在服务经常不可达的情况下,不再请求资源。

    假如 设置参数 50%,当请求某个service,不可达/请求树 = 50%的情况下,下一次的访问将不再发送请求,而且直接返回失败结果。等熔断恢复之后,再重新开始测试请求,等测试请求稳定之后,service开始正常运行。

     

    Q: 服务之间的调用,如果保证安全性?

    A:微服务部署在内网中。

    Q:内网 直接发送 HTTP 请求,就可以请求到某个service,是不是不安全的?

    A: 可以通过Docker 或者 IP白名单来限制访问。

    思考: 微服务需要搭建其来,而且 云服务器越来越流行,我认为微服务不能是部署在 内网的服务,而服务之间的安全保证是要依靠 API gateway 或者 Docker 或者 其他方式 来保证的。

     

     

    微服务的 Docker 部署结构是什么样子的?

     

    扩展学习:

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  • 在之前咱们有介绍过,使用微服务架构有很多好处,并且在各个方面都有其独特的优势,但是,每一件事情都不是绝对的,使用微服务架构同时也充满着挑战。因此,我们必须在开始进行微服务架构设计时,进行全盘考虑,权衡...

    前言

    在之前咱们有介绍过,使用微服务架构有很多好处,并且在各个方面都有其独特的优势,但是,每一件事情都不是绝对的,使用微服务架构同时也充满着挑战。因此,我们必须在开始进行微服务架构设计时,进行全盘考虑,权衡利弊,才能做出合理的选择,取得最佳的设计效果。

    在微服务架构设计中,对复杂系统进行拆分之后,会不会产生一些新的问题呢?比如微服务之间的相互调用和通信会不会很复杂?由于每个微服务都有独立的数据库,那么分散的数据管理怎么保证数据的一致性?如果单个微服务的功能变更,会不会影响到多个微服务的正常运行?诚然,这些问题是确实存在的,总结起来包括如下几点:

    • 微服务的粗细粒度不好把握。
    • 分布式的微服务增加了服务之间相互调用及其通信的复杂性。
    • 分散的数据管理难以保证数据的一致性。
    • 由多个微服务组成的系统会增加集成测试的复杂性。
    • 单个服务的变更可能会影响到多个服务。
    • 部署的复杂性。

    那么应该如何做才能解决上面提到的问题,并且能充分发挥微服务架构的优势,以达到一种扬长避短的目的呢?

     

    合理划分微服务

    微服务架构设计的首要任务就是怎么合理地划分微服务,即怎么围绕业务功能来创建微服务。在进行微服务划分时,有关微服务粗细粒度的考虑,建议在平台创建的初始阶段,可以使用粗粒度的方法按业务功能进行划分。然后,随着业务的发展及其运营的情况,再依据发展规模考虑是否继续细分。下面将使用水平划分法和垂直划分法两种方法相结合的方式来创建微服务。

    一方面, 在水平方向上,按业务功能不同来划分微服务,并把这次划分所创建的微服务称为Rest API微服务。Rest API微服务负责业务功能的行为设计,主要完成数据管理方面的工作,并通过使用Rest协议对外提供接口服务。

    另一方面,在垂直方向上,再以Rest API微服务为基础实现前后端分离设计,创建Web UI微服务。Web UI微服务不直接访问数据,而只专注于人机交互界面的设计,它的数据存取将通过调用Rest API微服务来完成。

    这样,经过两次微服务划分,我们就可以创建出Rest API和Web UI两种类型的微服务,也就是说,我们只要使用两种类型的微服务,就可以构成一个复杂的业务系统。

    使用Rest API和Web UI微服务,再结合高性能和高并发的设计,并通过微服务的多副本发布,就可以构成一-个能适应任何规模访问的多维的稳定牢固的网格结构,并且这个网格结构还具有自由伸缩的特性,可以根据业务的发展规模进行缩编或者进行扩充,这样也就可以非常容易地搭建一个可持续扩 展的系统平台。

    微服务治理

    微服务架构的实施,将会产生出越来越多的微服务,而微服务的独立自主性及其设计的扁平化管理方法,都给每个微服务的开发、部署和更新提供了更大的灵活性,所以微服务的运行环境、服务间的相互调用将会变得越来越复杂。因此必须有一些组件和服务来对运行中的微服务进行有效治理,才能在一个庞大的分 布式环境中保证每个微服务的运行和服务间的调用处在一种有序而不杂乱、稳定而高效的状态之中。

    Spring Cloud工具套件使用了基于Netlix OSS的一-些基础组件来实现微服务治理,这些组件主要包括:

    注册管理服务组件Eureka,提供服务注册和发现的功能。负载均衡服务组件Ribbon,提供负载均衡调度管理的功能。边缘代理服务组件Zul,提供网关服务和动态路由的功能。断路器组件Hystrix,提供容错机制、服务降级、故障转移等功能。聚合服务事件流组件Turbine,可用来监控集群中服务的运行情况。日志收集组件Sleuth,可以通过日志收集提供对服务间调用进行跟踪管理的功能。配置管理服务组件Config,提供统- -的配置管理服务功能。通过Spring Cloud的工具组件进行微服务治理,微服务的运行就将处在一种有序可控的范围之中,微服务之间的相互调用和通信就会变得非常简单,并且快速而高效。

    Rest API微服务设计

     

    通过围绕业务功能使用水平划分方法划分出来的Rest API 微服务是一个独立的小应用,这种小应用具有独立的数据库,可以独立部署和独立运行。也就是说,每个Rest API微服务是完全独立自主的。

    Rest API微服务需要实现两方面的功能:一方面,对内实现数据管理的功能;另一方面,对外提供API调用。

    Rest API微服务的实现所体现出来的设计容易、开发简单、访问高效的特点,非常适合使用敏捷开发方法,也可以适应快速迭代和多副本发布的要求。

    在我们的微服务架构设计中,Rest API微服务就相当于数据库调用的一个中间件,它的调用性能将对整个系统的性能起到决定性的作用。所以,高性能的Rest API微服务设计,就是微服务架构最佳设计中的一个重点所在。

    Web UI微服务设计

    Web UI微服务是一个前端设计, 它也可以使用Node.js、Angularjis或Vuejis等前端设计工具来进行开发。这里推荐使用Spring- Boot-Web来开发Web UI 微服务,因为这样会更为简便和快速,并且与Spring Cloud工具也能够取得更多的默契和更多方面的搭配。

    Web UI微服务的设计,包含了两个方面的功能:一方面实现对Rest API微服务的调用;另一方面是用户界面设计。Web UI微服务将面对最终用户,所以它必须能够适应规模化的访问。

    微服务之间调用规则设计

     

    为了保证各个微服务的独立性,并减少通信的复杂性,提高微服务之间的调用效率,我们对微服务之间的调用,做出了如下几种约定。

    1.通过Web UI调用Rest API

    服务之间的调用,主要是指Web UI微服务对Rest API微服务的调用。一个Web UI在一次调用之中,可以同时调用多个Rest API,并且这种调用将通过高并发设计来实现,即多个调用将会由不同的线程所执行,所以即使是多个调用,也不会影响程序的执行效率。

    2. Rest API之间只能通过MQ进行互相通信

    为了保证Rest API的高性能特性,同时避免因为一个Rest API的功能变更对其他Rest API的影响,所以禁止在Rest API之间进行相互调用。Rest API之间如果需要进行通信,可以使用异步消息来实现,即通过消息总线实现异步通信。

    3. Web UI之间可使用与之对应的实例进行相互跳转

    Web UI之间不进行相互调用,但可以进行相互跳转,这种跳转不是直接使用地址栏的链接来进行的,而是通过注册实例实现跳转,当一个注册实例有多个副本时,将可进行负载均衡管理。

    数据最终一致性设计

    集中式的数据管理可以在一个事务中完成,所以能保证数据的高一致性。对于微服务的多服务架构,数据将由不同的微服务进行分散管理,所以要保证数据的一致性,必须有合理的设计。

    假如我们有商品和订单两个微服务,那么在订单服务中生成订单时,将需要在商品服务中进行库存减少的操作,而在订单服务中进行订单查询时,将有可能需要在商品服务中查询订单相关的商品信息,这就涉及不同微服务中数据一致性的问题。

    我们可以依据CAP原理的BASE理论来实现数据最终一致性设计。CAP ( Consistency, Availability, Partition tolerance)即一致性、可用性、分区容错性三者不可兼得。

    BASE ( Basically Available, Soft state, Eventually consistent)即基本可用、软状态、最终一致性。

    BASE 是对CAP中一致性和可用性进行权衡的结果。

    数据最终一致性设计具体的实现主要由两种类型的操作完成: 一种是通过调用各个Rest API实现实时同步操作;另一种是使用消息通道以事件响应的方式进行异步处理。

    比如在商品服务和订单服务的例子中,当用户下单时,即同时调用两个服务的RestAPI,一方面,通过订单服务的Rest API生成订单,另一方面通过商品服务的Rest API更新库存数量。而当订单状态修改时,即由订单服务的Rest API发布一个异步消息,商品服务的Rest API通过订阅消息来执行相应的更新操作。

    分布式集群架构设计

    通过微服务的治理环境,使用多副本发布的每个微服务,最终都将被自动纳入到微服务的负载均衡管理体系之中,这些微服务应用与我们搭建的数据库集群、分布式文件系统等集群一起构成一个分布式架构的集群体系

    微服务分布式集群体系结构

    这个集群体系将由很多不同的服务器所组成,这些服务器既可以分布在同一个局域网之中,也可以进行跨区域、跨机房分布,组成一个庞大的分布式体系结构。总之,使用分布式集群架构设计,可以搭建一个稳定可靠并可持续扩展的系统平台。

    微服务运行环境安全设计

    系统的安全设计包括防火墙设计、防攻击设计、访问控制设计、数据保密设计等各个方面的内容。而防火墙设计是系统安全的第一道屏障,我们将使用防火墙为微服务架构的服务器组建提供-一个安全可靠的分布式环境

    微服务运行环境安全设计网络拓扑结构

    使用防火墙,我们可以组建一个局域网环境,在这个局域网环境之中,各种服务器的组建将会更加容易,服务器的配置会更加简单,服务之间的通信也会更加方便和快速。

    使用防火墙,我们还可以将不同区域、不同地房的服务器通过VPN连接起来,提供一种更加安全的访问方式。

    后记

    本文介绍了怎么围绕业务功能来进行合理地划分微服务的方法,并在此基础上创建了两种类型的微服务,即专门用来存取数据的Rest API微服务和主要实现前端设计的Web UI微服务,使用这两种类型的微服务,通过微服务治理,并结合使用数据库集群设计、缓存设计、分布式文件系统设计、微服务的集群设计、安全的分布式环境设计等一系列分布式的架构设计,就可以构建成一个微服务架构的最佳设计,并在微服务架构本身所体现出来的优势和缺点之间进行权衡与调整,最终充分发挥微服务架构的绝对优势。

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