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  • 2021-11-15 12:28:04

    单体应用

    概览

    所有功能全部打包在一起。大部分是一个jar包或者war包,随着业务发展功能增多,这个项目会越来越臃肿

    优点

    容易开发,测试,部署,适合项目初期试错

    缺点

    复杂性高:代码多,十万行,百万行级别。加一个小功能,会带来其他隐患,因为他们在一起

    技术债务:人员流动,不坏不修,因为不敢修

    持续部署困难:①由于是全应用,改动一个小功能,全部部署,会导致无关应用暂停使用;②编译部署上线耗时长,不敢随意部署,导致部署频率降低,进而导致两次部署之间功能修改变多,越不敢部署,恶性循环

    可靠性差:某个小问题如:OOM会导致整个应用瘫痪

    扩展受限:只能整体扩展,无法按照需要进行扩展

    阻碍创新:①单体应用是以一种技术解决所有问题,不容易引进新技术。但在高速的互联网发展过程中,适应的潮流是:用合适的语言做合适的事情。比如在单体应用中,一个项目用springMVC,想换成spring boot,切换成本很高,因为有可能10万,百万行代码都要改,而微服务可以轻松切换,因为每个服务,功能简单,代码少。

    SOA

    面向服务架构(Service-Oriented Architecture)在这种架构中,拆分系统,把功能都定义为独立的服务,服务之间通过接口进行调用,相互依赖,最终提供一系列完整的功能。 把功能和资源转换成服务 定义标准接口,形成资源共享 ;

    特点 :SOA架构中通常使用XML方式实现通讯,在高并发情况下XML比较冗余会带来极大的影响,所以最后微服务架构中采用JSON替代xml方式。 SOA架构的底层实现通过WebService和ESB(xml与中间件混合物),Web Service技术是SOA服务化的一种实现方式,WebService底层采用soap协议进行通讯,soap协议就是Http或者是Https通道传输XML数据实现的协议。

     注:ESB(企业服务总线) :简单来说是一根管道,用来连接各个服务节点。esb存在是为了集成基于不用协议的不同服务,esb做了消息转化,解释以及路由的工作,以此来让不同的服务互联互通。

    微服务

    微服务架构产生的原因:在传统的WebService架构中有如下问题: ①依赖中心化服务发现机制;②使用Soap(Simple Object Access Protocol)通讯协议,通常使用XML格式来序列化通讯数据,xml格式非常喜欢重,比较占宽带传输;③ 服务化管理和治理设施不完善

    微服务是什么? 微服务架是从SOA架构演变过来,比SOA架构粒度会更加精细,让专业的人去做专业的事情(专注),目的提高效率,每个服务于服务之间互不影响,微服务架构中,每个服务必须独立部署,互不影响,微服务架构更加体现轻巧、轻量级,是适合于互联网公司敏捷开发。

    微服务架构特征:①微服务架构倡导应用程序设计成多个独立、可配置、可运行和可微服务的子服务。 ②服务与服务通讯协议采用Http协议,使用restful风格API形式来进行通讯,数据交换格式使用轻量级json格式通讯,整个传输过程中,采用二进制,所以http协议可以跨语言平台,并且可以和其他不同的语言进行相互的通讯,所以很多开放平台都采用http协议接口。

    微服务优点 :①独立部署。不依赖其他服务,耦合性低,不用管其他服务的部署对自己的影响。 ②易于开发和维护:关注特定业务,所以业务清晰,代码量少,模块变的易开发、易理解、易维护。 ③启动块:功能少,代码少,所以启动快,有需要停机维护的服务,不会长时间暂停服务。 ④局部修改容易:只需要部署 相应的服务即可,适合敏捷开发。 ⑤技术栈不受限:java,node.js等 ⑥按需伸缩:某个服务受限,可以按需增加内存,cpu等。⑦职责专一。专门团队负责专门业务,有利于团队分工。 ⑧代码复用。不需要重复写。底层实现通过接口方式提供。 ⑨便于团队协作:每个团队只需要提供API就行,定义好API后,可以并行开发。

    微服务缺点:①分布式固有的复杂性:容错(某个服务宕机),网络延时,调用关系、分布式事务等,都会带来复杂。 ②分布式事务的挑战:每个服务有自己的数据库,有点在于不同服务可以选择适合自身业务的数据库。订单用MySQL,评论用Mongodb等。目前最理想解决方案是:柔性事务的最终一致性。 ③接口调整成本高:改一个接口,调用方都要改。④测试难度提升:一个接口改变,所有调用方都得测。自动化测试就变的重要了。API文档的管理也尤为重要。推荐:yapi。 ⑤运维要求高:需要维护 几十 上百个服务。监控变的复杂。并且还要关注多个集群,不像原来单体,一个应用正常运行即可。 ⑥重复工作:比如java的工具类可以在共享common.jar中,但在多语言下行不通,C++无法直接用java的jar包。

    注:刚性事务-遵循ACID原则,强一致性。 柔性事务:遵循BASE理论,最终一致性;与刚性事务不同,柔性事务允许一定时间内,不同节点的数据不一致,但要求最终一致。 BASE 是 Basically Available(基本可用)、Soft state(软状态)和 Eventually consistent (最终一致性)三个短语的缩写。BASE理论是对CAP中AP的一个扩展,通过牺牲强一致性来获得可用性,当出现故障允许部分不可用但要保证核心功能可用,允许数据在一段时间内是不一致的,但最终达到一致状态。满足BASE理论的事务,我们称之为“柔性事务”。

    微服务架构与SOA架构区别:①微服务架构基于 SOA架构 演变过来,继承 SOA架构的优点,在微服务架构中去除 SOA 架构中的 ESB 消息总线,采用 http+json(restful)进行传输。 ②微服务架构比 SOA 架构粒度会更加精细,让专业的人去做专业的事情(专注),目的提高效率,每个服务于服务之间互不影响,微服务架构中,每个服务必须独立部署,微服务架构更加轻巧,轻量级。 ③SOA 架构中可能数据库存储会发生共享,微服务强调独每个服务都是单独数据库,保证每个服务于服务之间互不影响。 ④项目体现特征,微服务架构比 SOA 架构更加适合与互联网公司敏捷开发、快速迭代版本,因为粒度非常精细。

    注:分布式 很多的节点,进程在不同的物理位置,他们之间有协作

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    业界正在广泛寻求解决 B2B 以及 EAI (企业应用集成)所存在问题的方案。这些方案不同于基于 JMS 手段的面向消息中间件技术和 Web 服务技术。本文简短地阐述了即将到来的与 SOA (面向服务体系)规范及 ESB (企业服务总线)基础架构有关的 JBI ( Java 业务集成)标准。

    面向服务体系

    SOA (面向服务体系)是近期推动应用和业务集成领域产生巨大飞跃的新技术之一。 SOA 定义了一系列详尽的体系规范、范例和实现应用程序间进行松散耦合交互的最佳准则。

    SOA 基于定义明确的接口,促进多个应用程序间的松散耦合交互。服务的实现是独立的,且不依赖上下文信息以及其他服务的状态。服务间数据交换主要基于文本类型的格式,使用基于标准的消息模型。服务自身并不知道服务提供者和服务消费者之间传输级的通讯交互。

    尽管不是强制要求,当今大部分流行的基于 SOA 的系统都利用了 Web 服务以及近似技术为服务间交互提供必要的管道管理。 WSDL ( Web 服务定义语言)扮演了主要的通讯模型角色; SOAP 扮演了消息承载协议、 HTTP 扮演了网络传输协议。当然,这并不意味着你必须利用上述技术实现基于 SOA 的系统。另外,有些术语之前就已经存在了,所以很多企业已利用类似的体系实现了系统的松散耦合交互。不管怎样,主要的不同点在于我们现在已经有标准协议、工具集和软件了,使面向服务体系更健全。

    SOA 原则与面向对象范式、原则有着显著不同。主要不同在于服务间交互的接口被定义了更多面向数据的行为。一个孤立的服务也许会采用面向对象原则和技术,但是,服务之间的交互很少采用这些手段。相反,这些接口更适合于基于文档的交换。面向对象的行为是绑定数据,而面向服务从行为中分离数据。

    企业服务总线

    ESB (企业服务总线)为面向服务体系提供了基础架构。通过设计工具定义服务间交互和规则, ESB 为部署和发现服务提供了运行时环境。

    2008128103824892.jpg

    在 ESB 的世界中,服务不会直接彼此交互。“ ESB 运行时”作为一个仲裁者在服务间松散的耦合它们。“ ESB 运行时”将实现协议绑定、消息传输、消息处理,等等。

    一个服务总线将包括下列关键项:

    为服务提供传输绑定

    定义和发现已部署服务

    在服务间基于规则的路由和编排消息

    包括文档传递在内的增值服务等

    大部分的 ESB 提供商基于自己的 SOA 提议来开放标准和技术,包括多种 Web 服务标准和协议。他们提供多种调用服务的传输绑定,包括 HTTP 、 FTP 以及 JMS 等等。大部分 ESB 用户利用 WS-BPEL ( Web 服务的业务流程执行语言)来了解已部署服务之间是如何实现业务流程的。 ESB 提供商同时也提供服务质量特性,包括容错、故障转移、负载平衡、消息缓冲等等。

    Java 业务集成

    JBI ( Java 业务集成)的提出是基于面向服务体系提倡的方法和原则,为了解决 EAI 和 B2B 若干问题的 Java 标准。当前版本( 1.0 )是 2005 年 8 月通过的 JSR ( Java 规范需求) 208 定案。商业和开源界都欢迎 JBI 成为他们 ESB 产品的集成标准。

    基于仲裁者体系

    JBI 定义了基于插件方式的架构,以便服务能融入“ JBI 运行时”环境。 JBI 提供了详细的接口,使服务能与“ JBI 运行时”环境交互。这些服务要为“ JBI 运行时”环境暴露接口,以便“ JBI 运行时”环境为服务路由消息。“ JBI 运行时”环境在部署在 SOA 环境中的服务间扮演仲裁者的角色。

    2008128103844255.gif

    在同一 JVM 中,“ JBI 运行时”核心主要包括如下组件:

    组件框架:组件框架把不同类型的组件部署到“ JBI 运行时”。

    归一化消息路由器:归一化消息路由器利用标准机制实现服务间消息交换。

    管理框架:管理框架基于 JMX 进行部署、管理以及监控“ JBI 运行时”中的组件。

    组件模型

    JBI 在“ JBI 运行时”环境中定义了两种组件:

    服务引擎组件:该组件负责实现业务逻辑和其他服务。服务引擎组件在其内部可使用多种技术和设计模式。服务引擎组件可提供数据传输和转换这种简单的基础服务,也可实现像 WS-BPEL 实例一样复杂的业务处理。

    绑定组件:绑定组件主要为已部署服务提供传输级绑定。绑定组件有多种类型:

    利用标准传输协议与外部系统进行远程通讯。

    使已部署服务能在同一个 JVM 内部相互调用。

    服务间可使用标准的 WS-I ( Web 服务协同工作组织)规范通讯。

    JBI 的关键是分离服务引擎和绑定组件,以便业务逻辑不被下面的具体细节所干扰。这种方式促进了体系的灵活性和可扩展性。绑定组件和服务引擎组件在 JBI 内部都可以是服务提供者和 / 或服务消费者。

    绑定组件和服务引擎组件为“ JBI 运行时”提供接口以便从“ JBI 运行时”接收消息。同样的,它们也利用 JBI 提供的接口来和“ JBI 运行时”通讯。

    消息传输模型

    JBI 利用消息传输模型分离服务提供者和服务消费者之间的耦合。消息传输模型利用了 WSDL 。 WSDL 用于描述暴露的服务引擎组件和绑定组件的业务处理。另外, WSDL 也用于定义抽象服务处理的传输级绑定。

    JBI 架构中一个关键组件是 NMR (归一化消息路由器,也译作“正规消息路由器”)。 NMR 基于 WSDL 提供了主要的消息传输中枢, NMR 为部署在“ JBI 运行时”中的服务引擎组件和绑定组件间的消息传递提供松散耦合。服务需要有聚合业务处理的接口,每个业务处理由零个或多个消息组成。而一个接口有一个或多个传输级绑定。

    “ JBI 运行时”利用归一化格式描述消息。一个归一化消息由以下部分组成:

    消息属性

    消息有效载荷

    消息附件

    利用 NMR , JBI 规范为服务提供者和消费者的消息交换提供标准接口。 NMR 支持服务生产者和消费者之间单向模式和服务响应模式的调用。

    管理

    JBI 利用 JMX 实现运行时的服务安装、配置和监控。服务必须实现 JBI 接口集,以便这些服务在 JBI 环境中是可管理的。 JBI 环境必须提供一套 JMX MBeans 实现“ JBI 运行时”的管理。

    “ JBI 运行时”环境允许服务引擎组件和绑定组件的相关操作如下:

    安装组件:使组件接口可使用归一化消息路由器。

    安装 artefact 组件:这将允许已部署的 artefacts 组件获得与已安装组件同样的机能。例如,可以部署一个“连接服务”来提供具体的数据库连接。

    启动、停止服务以及进行相关服务分组。

    JBI 为组件及 artefact 组件定义了标准的部署描述符以及打包模型。

    角色

    JBI 为基于 JBI 的端到端 EAI 解决方案定义了如下角色:

    引擎开发者:引擎开发者提供遵循 NMR 和管理约束的服务引擎组件。

    绑定开发者:绑定开发者提供遵循 NMR 和管理约束的绑定组件。

    JBI 环境提供者: JBI 环境提供者为“ JBI 运行时”使用 J2EE 1.4 或 J2SE 1.4 或更新的平台提供支持。

    J2EE 平台提供者: J2EE 平台提供者把“ JBI 运行时”作为提供应用程序服务的一部分。

    JBI 应用程序开发者: JBI 应用程序开发者利用服务引擎组件、绑定组件以及 JBI 环境构建 JBI 应用程序。

    结论

    当今业界走向越来越开放的标准和规范, JBI 在使 Java 技术利用面向服务体系和 ESB 基础架构实现业务集成方面产生了巨大飞跃。像 Oracle 这样的商用产品提供商和 ServiceMix 这样的开源软件都把 JBI 作为了他们 ESB 方案的一部分。

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    而和App做交互的部分-对应图中的WebUI,这个工程是一个 Java Web 工程,打包成 war 用来处理 App 请求。 实际中,我们的部署要远远比图中所画复杂,部署服务的机器超过6台,每台服务器运行2-3个服务,而这些服务...

    一年半以前,我在一家创业公司从事服务器端开发工作,虽然当时公司已经拿到了6000w的A轮融资,并且App已经有超过百万的日活,开发团队已经有10几个人。但是看一眼服务器的代码,却感觉和笔者本科时候做的“学生管理”系统没什么两样。所有的服务器代码,都在一个JavaWeb工程里,然后被打包成War,使用Tomcat部署。为了应对增长的活跃用户,使用Haproxy做了负载均衡,同样的war包会在5-10台左右的高性能机器上部署,感觉应对当时的日活并没有太大问题。

    当时公司的业务分大概几个模块:
    1. 一个是广告分发业务,用户会定期收到推过来的广告,当然有一些复杂的机制来决定用户看到什么广告。
    2. 积分系统,用户通过浏览广告,可以赚取积分。
    3. 商场系统,用户可以用积分换取商场里的物品。

    虽然业务听起来不是很多,但是因为业务模式比较复杂,代码也是极为庞大,而所有的一切都在一个工程中。虽然代码也是按照Controller, Service,DAO这样横向拆分,也按照Package做了很好的分割。但是依然维护和继续开发这一坨东西,让我日渐有一种忍无可忍的感觉。

    1. 从开发角度说,面对这么一坨庞大的代码,维护成本和新人学习成本都是特别高的。
    2. 代码保护性很差,如果公司来了一个实习生,我不想让他看到所有代码,但是又想让他做一些相关的功能,都几乎不太可能。
    3. 代码构建的时间越来越长,每一个小小的改动,都会触发所有代码的构建,程序员如此贵的今天,如果让老板知道,肯定眼泪掉下来。
    4. 发布成本也很高,先不说庞大的war包重启需要更长时间,每次一个小改动就要重新部署所有功能,也是非常头疼的事情。因为有些核心功能,需要全天服务用户,所以白天几乎不可能重启服务。而发布一个无关紧要的功能,也要守候到凌晨,真是觉得这个世界充满恶意。
    5. 即使可以通过 LBS 增强服务器响应,但是确完全不能根据不同的业务做扩容,每次增加机器都要考虑整个War的感受,额外提高的设备成本。

    经过大量调查和探索,我们走上了微服务架构这条路。

    简而言之,微服务架构就是按照业务,将服务拆分到不同的程序(进程),单独部署,发布。
    可以看图,曾经的架构-单块架构,可以这样理解:

    所有的程序都是在一个war包中,是一个单独的进程。
    而微服务则可以表现为:


    其中每个Service可以理解成针对不同的业务做的拆分,每个 Service 单独部署,运行为独立的程序。

    在我们当时的系统中,就把整个系统拆分成,广告服务,商城服务,积分服务,账号服务。 而和App做交互的部分-对应图中的WebUI,这个工程是一个 Java Web 工程,打包成 war 用来处理 App 请求。
    实际中,我们的部署要远远比图中所画复杂,部署服务的机器超过6台,每台服务器运行2-3个服务,而这些服务通过注册中心注册自己的存在,服务消费者(consumer, 图中的web ui)可以发现并调用这些服务。当某些服务,访问日渐变多(例如商城最近生意越来越好),我们可以直接增加机器,多部署一些商城服务,就可以直接提高系统的处理能力。

    那标题里的Dubbo到底在哪,根据上面笔者的描述,你会发现,部署成微服务需要额外的通信手段,连接服务提供者,和服务消费者。在单块架构中,服务的调用是通过程序调用。而在微服务架构中,调用是通过Http请求的方式来执行程序调用。那么问题来了,对于服务消费者,如何发现服务的存在,如何调用服务,调用服务的协议如何规定,没有得到返回如何重试。 这就是Dubbo所解决的问题,也是她可以作为框架的原因。

    当这套方案Work以后,我们觉得很兴奋,架构的升级后,带来的效果还是立竿见影的。当然也在实践中遇到额外问题,例如mybatis本地缓存在不同服务的不一致问题,处理数据一致性需要的额外代价等问题,后面我会一一探讨采用微服务遇到的问题和我们的解决方案。

    长篇大论的介绍微服务的优势,并不是本系列文章的目的,因为这样的文章很多。笔者更希望提供一些可实施的干货,无论从理论基础,还是从实践部署中,远离群众的空谈,我觉得不适合我写系列文章的目的。在这系列的文章里,我会呈现下面的内容:

    1. 首先会给出一份真实的代码,搭建出一份基于本地调用的Dubbo微服务框架。
    2. 使用Zookeeper,使程序支持注册中心,支持热拓展。搭建Dubbo monitor,让你更直观的理解所有服务,消费者的关系。
    你会发现用了这套方案,你可以瞬间提高你的服务器对并发对处理能力。
    3. 从整体架构上,理解Dobbo。
    4. 阅读代码,研究Dubbo 服务提供者(Provider)的实现原理
    5. 阅读代码,研究Dubbo 服务消费者(Consumer)的实现原理

    当然,这是规划的最核心内容,也可能呈现更多内容!
    传送门:http://sunrising.me/?p=111

     

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    2010-05-27 22:07:55
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    SOA案例

    SOA描述了一系列创建松耦合,基于标准,保持业务一致服务的模式和最佳实践,因为在描述 实现和绑定之间实现分离关注,SOA提供了更高层次的灵活性。

    这个项目由下面技术组成:

    Groovy

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    Springframework

    Camel

    CXF

    该应用的场景是:一个娱乐提供商要分决定奖励他们最忠诚的客户。

    需求故事如下:

    显示客户可申请的奖金:作为客户,我希望看到根据我的频道订阅得到的奖励。

    账户部门需要检查客户基于忠诚和计费状态基础上的资格量化状态。

    需要提供一个RewardsService。该服务接受输入客户帐号和订阅的组合渠道。如果客户正确,获奖励RewardsService应该返回一个根据组合的订阅的奖励列表。下表描述了频道订阅和相关的奖励。

    8b4ee6b618db958d5c4f8a66b7a268be.png

    客户状态部门正在开发一个 EligibilityService,接受账户号码,检查客户是否合格eligibility,rewardService和EligibilityService交互顺序图:

    2071619ac7cd6f187767605b29236e31.png

    下面是EligibiityService 的预期输出和rewardService的相应结果:

    3e16b47139aa3223e6fba97d3093286b.png

    这个系统中主要是两个服务,rewardService和EligibiityService,rewardService的结果依赖于EligibiityService,他们之间的整合关系如下图:

    45896a38497ea3df7a35651cb4a552e2.png

    rewardService通过Apache Cxf作为Restful服务对外对客户端公开,其内部和帐号部门的EligibiityService通过Apache Camel整合。Camel相当于一个消息系统。

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