资深架构师分享:微服务架构实现流程,学会离架构师又近一步

微服务架构是一种架构模式,它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务,服务之间互相协调、互相配合,为用户提供最终价值。每个服务运行在其独立的进程中,服务于服务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。

莫慌,现在就给你详细讲讲微服务架构的特性。”

1. 单一职责

微服务架构中的每个服务,都是具有业务逻辑的,符合高内聚、低耦合原则以及单一职责原则的单元,不同的服务通过“管道”的方式灵活组合,从而构建出庞大的系统。

2. 轻量级通信

服务之间通过轻量级的通信机制实现互通互联,而所谓的轻量级,通常指语言无关、平台无关的交互方式。

对于轻量级通信的格式而言,我们熟悉的 XML 和 JSON,它们是语言无关、平台无关的;对于通信的协议而言,通常基于 HTTP,能让服务间的通信变得标准化、无状态化。目前大家熟悉的 REST(Representational State Transfer)是实现服务间互相协作的轻量级通信机制之一。使用轻量级通信机制,可以让团队选择更适合的语言、工具或者平台来开发服务本身。

3. 独立性

每个服务在应用交付过程中,独立地开发、测试和部署。

在单块架构中所有功能都在同一个代码库,功能的开发不具有独立性;当不同小组完成多个功能后,需要经过集成和回归测试,测试过程也不具有独立性;当测试完成后,应用被构建成一个包,如果某个功能存在 bug,将导致整个部署失败或者回滚。

在微服务架构中,每个服务都是独立的业务单元,与其他服务高度解耦,只需要改变当前服务本身,就可以完成独立的开发、测试和部署。

4. 进程隔离

单块架构中,整个系统运行在同一个进程中,当应用进行部署时,必须停掉当前正在运行的应用,部署完成后再重启进程,无法做到独立部署。

有时候我们会将重复的代码抽取出来封装成组件,在单块架构中,组件通常的形态叫做共享库(如 jar 包或者 DLL),但是当程序运行时,所有组件最终也会被加载到同一进程中运行。

在微服务架构中,应用程序由多个服务组成,每个服务都是高度自治的独立业务实体,可以运行在独立的进程中,不同的服务能非常容易地部署到不同的主机上。

理论上所有服务可以部署在同一个服务器节点,但是并不推荐这么做,因为微服务架构的主旨就是高度自治和高度隔离。

好像跟微服务架构的思想很像啊,翻到另外一面画了个表格。

资深架构师分享:微服务架构实现流程,学会离架构师又近一步

“这个 DevOps 就说来话长了,有时间你们自己先去查查资料了解下吧。”

1. 服务作为组件

微服务也可以被认为是一种组件,但是跟传统组件的区别在于它可以独立部署,因此它的一个显著的优势。另外一个优点是,它在组件与组件之间定义了清晰的、语言无关、平台无关的规范接口,耦合度低,灵活性非常高。但它的不足之处是,分布式调用严重依赖于网络的可靠性和稳定性。

2. 围绕业务组织团队

在单块架构中,企业一般会根据技能划分团队,在这种组织架构下,即便是简单的需求变更都有可能需要跨团队协作,沟通成本很高。而在微服务架构中,它提倡以业务为核心,按照业务能力来组织团队,团队中的成员具有多样性的技能。

3. 关注产品而非项目

在单块架构中,应用基本上是基于“项目模式”构建的,即项目启动时从不同技能资源池中抽取相关资源组成团队,项目结束后释放所有资源。这种情况下团队成员缺乏主人翁意识和产品成就感。

在微服务架构中,提倡采用“产品模式”构建,即更倾向于让团队负责整个服务的生命周期,以便提供更优质的服务。

4. 技术多样性

微服务架构中,提倡针对不同的业务特征选择合适的技术方案,有针对性的解决具体业务问题,而不是像单块架构中采用统一的平台或技术来解决所有问题。

5. 业务数据独立

随着业务的发展,可以方便地选择更合的工具管理或者迁移业务数据。

6. 基础设施自动化

微服务架构提供自主管理其相关的业务数据,这样可以随着业务的发展提供数据接口集成,而不是以数据库的方式同其他服务集成。另外,在微服务架构的实践过程中,对持续交付和部署流水线的要求很高,将促进企业不断寻找更高效的方式完成基础设施的自动化及 DevOps 运维能力的提升。

我觉得微服务架构解决了很多当前三层架构的痛点。不过我觉得没有任何一项技术或架构是完美的。”

资深架构师分享:微服务架构实现流程,学会离架构师又近一步

“非常正确。进行微服务架构的落地是存在很多挑战的。”

1. 分布式系统的复杂性

微服务架构是基于分布式的系统,而构建分布式系统必然会带来额外的开销。

  • 性能: 分布式系统是跨进程、跨网络的调用,受网络延迟和带宽的影响。
  • 可靠性: 由于高度依赖于网络状况,任何一次的远程调用都有可能失败,随着服务的增多还会出现更多的潜在故障点。因此,如何提高系统的可靠性、降低因网络引起的故障率,是系统构建的一大挑战。
  • 异步: 异步通信大大增加了功能实现的复杂度,并且伴随着定位难、调试难等问题。
  • 数据一致性: 要保证分布式系统的数据强一致性,成本是非常高的,需要在 C(一致性)A(可用性)P(分区容错性) 三者之间做出权衡。

2. 运维成本

运维主要包括配置、部署、监控与告警和日志收集四大方面。微服务架构中,每个服务都需要独立地配置、部署、监控和收集日志,成本呈指数级增长。

3. 自动化部署

在微服务架构中,每个服务都独立部署,交付周期短且频率高,人工部署已经无法适应业务的快速变化。因此如何有效地构建自动化部署体系,是微服务面临的另一个挑战。

4. DevOps 与组织架构

在微服务架构的实施过程中,开发人员和运维人员的角色发生了变化,开发者将承担起整个服务的生命周期的责任,包括部署和监控;而运维则更倾向于顾问式的角色,尽早考虑服务如何部署。因此,按需调整组织架构、构建全功能的团队,也是一个不小的挑战。

5. 服务间的依赖测试

单块架构中,通常使用集成测试来验证依赖是否正常。而在微服务架构中,服务数量众多,每个服务都是独立的业务单元,服务主要通过接口进行交互,如何保证依赖的正常,是测试面临的主要挑战。

6. 服务间的依赖管理

微服务架构中,服务数量众多,如何清晰有效地展示服务间的依赖关系也是个不小的挑战。

“微服务的落地需要经过全面的考察和完善的试验,并不是每个场景都适合使用微服务架构,也不是每个企业都有能力或者精力去面对这些挑战。

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