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花了一个月梳理总结万字微服务核心架构,原来没你想的那么难...
什么是微服务
微服务Microservices之父,马丁.福勒,对微服务大概的概述如下:
就目前而言,对于微服务业界并没有一个统一的、标准的定义(While there is no precise definition of this architectural style ) 。但通在其常而言,微服务架构是一种架构模式或者说是一种架构风格,它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务,每个服务运行独立的自己的进程中,服务之间互相协调、互相配合,为用户提供最终价值。服务之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,可以有一个非常轻量级的集中式管理来协调这些服务。可以使用不同的语言来编写服务,也可以使用不同的数据存储。
根据马丁.福勒的描述,我总结了一下几点:
- 小服务
小服务,没有特定的标准或者规范,但他在总体规范上一定是小的。
- 进程独立
每一组服务都是独立运行的,可能我这个服务运行在tomcat容器,而另一个服务运行在jetty上。可以通过进程方式,不断的横向扩展整个服务。
- 通信
过去的协议都是很重的,就像ESB,就像SOAP,轻通信,着意味着相比过去更智能更轻量的服务相互调用,就所谓smart endpoints and dumb pipes,这些endpoint都是解耦的,完成一个业务通信调用串起这些micro service就像是linux系统中通过管道串起一系列命令业务。
过去的业务,我们通常会考虑各种各样的依赖关系,考虑系统耦合带来的问题。微服务,可以让开发者更专注于业务的逻辑开发。
- 部署
不止业务要独立,部署也要独立。不过这也意味着,传统的开发流程会出现一定程度的改变,开发的适合也要有一定的运维指责
- 管理
传统的企业级SOA服务往往很大,不易于管理,耦合性高,团队开发成本比较大。微服务,可以让团队各思其政的选择技术实现,不同的service可以根据各自的需要选择不同的技术栈来实现其业务逻辑。
微服务的利与弊
为什么用微服务呢?因为好玩?
不是的。下面是我从网络上找到说的比较全的优点:
- 优点每个服务足够内聚,足够小,代码容易理解这样能聚焦一个指定的业务功能或业务需求
- 开发简单、开发效率提高,一个服务可能就是专一的只干一件事。
- 微服务能够被小团队单独开发,这个小团队是 2 到 5 人的开发人员组成。
- 微服务是松藕合的,是有功能意义的服务,无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。
- 微服务能使用不同的语言开发。
- 易于和第三方集成,微服务允许容易且灵活的方式集成自动部署,通过持续集成工具,如Jenkins,Hudson,bamboo。
- 微服务易于被一个开发人员理解,修改和维护,这样小团队能够更关注自己的工作成果。无需- - 通过合作才能体现价值。微服务允许你利用融合最新技术。
- 微服务只是业务逻辑的代码,不会和 HTML,CSS或其他界面组件混合。
- 每个微服务都有自己的存储能力,可以有自己的数据库。也可以有统一数据库。
总的来说,微服务的优势,就是在于,面对大的系统,可以有效的减少复杂程度,使服务架构的逻辑更清晰明了。
但是这样也会带来很多问题,就譬如分布式环境下的数据一致性,测试的复杂性,运维的复杂性。
什么组织适合使用微服务?
微服务带了种种优点,种种弊端,那么什么组织适合使用微服务?
墨菲定律(设计系统)和康威定律(系统划分)
康威定律,是一个五十多年前就被提出来的微服务概念。在康威的这篇文章中,最有名的一句话就是:
Organizations which design systems are constrained to produce designs which are copies of the communication structures of these organizations. - Melvin Conway(1967)
中文直译大概的意思就是:设计系统的组织,其产生的设计等同于组织之内、组织之间的沟通结构。看看下面的图片(来源于互联网,侵删),再想想Apple的产品、微软的产品设计,就能形象生动的理解这句话。
感兴趣的各位可以研究一下
架构演化
架构是不断演化出来的,微服务也是这样,当从各大科技公司,规模大到一定程度,完全需要演化成更进一步管理的技术架构体系。
传统的团队,都是面向过程化的,产品想完了去找策划,策划完了找开发,接着顺着一步一步找。我们做技术都是为了产品的,一旦过程出来了什么问题,回溯寻找问题会非常耗时。
使用了微服务架构体系,团队组织方式需要转变成跨职能团队,即每个团队都有产品专家,策划专家,开发专家,运维专家,他们使用API方式发布他们的功能,而平台使用他们的功能发布产品
微服务技术架构体系
下面我分享一下大部分公司都使用的微服务技术架构体系。
服务发现
主流的服务发现,分为三种
- 第一种,开发人员开发了程序以后,会找运维配一个域名,服务的话通过dns就能找到我们对应的服务
缺点是,由于服务没有负载均衡功能,对负载均衡服务,可能会有相当大的性能问题。
- 第二种,是目前普遍的做法。可以参考我上篇博客分析的zuul网关,每一个服务都通过服务端内置的功能注册到注册中心,服务消费者不断轮询注册中心发现对应的服务,使用内置负载均衡调用服务。
缺点是,对多语言环境不是很好,你需要单独给消费者的客户端开发服务发现和负载均衡功能。当然了,这个方法通常都是用在spring cloud上的。
- 第三种,是将客户端和负载均衡放在同一个主机,而不是同一个进程内。
这种方法相对第一种第二种方法来说,改善了他们的缺点,但是会极大增加运维成本。
网关
微服务的网关是什么?
我们可以联系生活实际想一下。每一个大的公司,都会有一偏属于自己的建筑区,而这建筑区内,都有不少的门卫。如果有外来人员进入公司,会先和门卫打好招呼,才能进去。
将生活实际联系到微服务上,就不难理解网关的意思了。
网关有什么用
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反向路由:很多时候,公司不想让外部人员看到我们公司的内部,就需要网关来进行反向路由。即将外部请求转换成内部具体服务条用
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安全认证:网络中会有很多恶意访问,譬如爬虫,譬如黑客攻击,网关维护安全功能。
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限流熔断:参考我学好分布式zookepper的博客,当请求很多服务不堪重负,会让我们的服务自动关闭,导致不能用服务。限流熔断可以有效的避免这类问题
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日志监控:所有的外面的请求都会经过网关,这样我们就可以使用网关来记录日志信息
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灰度发布,蓝绿部署。是指能够平滑过渡的一种发布方式。在其上可以进行A/B testing,即让一部分用户继续用产品特性A,一部分用户开始用产品特性B,如果用户对B没有什么反对意见,那么逐步扩大范围,把所有用户都迁移到B上面来。
开源网关Zuul架构
zuul网关核心其实是一个servlet,所有请求都会经过zuul servlet传到zuulFilter Runner,然后分发到三种过滤器。先说说架构图左半部分,分别是使用Groovy实现的前置路由过滤器,路由过滤器,后置路由过滤器。
一般请求都会先经过前置路由过滤器处理,一般的自定义java封装逻辑也会在这里实现。
路由过滤器,实现的是找到对应的微服务进行调用。调用完了,响应回来,会经过后置路由过滤器,通过后置路由过滤器我们可以封装日志审计的处理。可以说zuul网关最大的特色就是它三层过滤器。
架构图右半部分,是zuul网关设计的自定义过滤器加载机制。网关内部会有生产者消费者模型,自动的将过滤器脚本发布到zuul网关读取加载运行。
配置中心
以前,开发人员把配置文件放在开发文件里面,这样会有很多隐患。譬如,配置规范不同,无法追溯配置人员。一旦需要大规模改动配置,改动时间会很长,无法追溯配置人员,从而影响整个产品,后果是我们承担不起的。
因此就有配置中心这个喽~
现在的开源中心有百度配置中心 Disconf,spring cloud config,Apollo,今天重点说说现在应用质量不错的配置中心阿波罗。
携程开源的Apollo
开源地址