模式:微服务架构

背景

你正在开发一个服务端的企业应用程序。它必须支持不同的客户端,包括桌面浏览器,移动端浏览器和原生手机应用。它需要暴露一个API接口给第三方消费。它需要通过web service或者消息机制与其他应用程序集成。它接受请求(HTTP请求和消息);执行业务逻辑;访问数据库;与其他系统交换数据;返回HTML/JSON/XML响应。这个应用中,不同的功能区域都对应着不同的逻辑组件。

问题

该应用的部署架构?

限制

一个团队的开发人员正在开发这个应用
新的团队成员应该迅速上手
该应用应该容易理解和修改
你想尝试持续部署
你必须在不同机器上运行该应用的拷贝,以满足可扩展性和可用性的需求
你想尝试新的技术(框架,编程语言等)

解决方案

定义一种架构,将应用程序组织为松散写作的服务。这个方法对应于Scale Cube的Y轴。每个服务都定义了一组狭隘的相关功能。例如,应用程序可以包含订单管理服务,客户管理服务等等。
服务之间使用同步协议,例如HTTP/REST或者异步协议,例如AMQP交互。服务之间可以独立的开发和部署。每个服务拥有它自己的数据库,与其他服务解耦。服务之间的数据一致是通过Saga pattern管理。

示例

虚拟的电商应用

设想一下,你正在构建一个商城应用程序,为客户生成订单,验证库存和可用积分,快递商品。这个应用程序由以下几个组件构成:商城前端UI,它包括了用户界面;后端服务,包括检查积分,管理库存和运送商品。该应用程序包含一组服务。


微服务架构应用程序

展示代码

请访问 example applications developed by Chris Richardson。这些示例在github.com上,展示了微服务架构的各个方面。

结果

优势

该解决方案有以下优势:

  • 允许持续交付和部署大型,复杂的应用程序
    • 更好的可测试性 - 服务测试更小,更快
    • 更好的部署能力 - 服务可以独立的部署
    • 允许你围绕多个自动化团队组织开发工作。允许你围绕多个部门组织开发工作。每个部门负责一个或多个单独的服务。每个部门都可以独立开发,部署和扩展他们的服务。
  • 每个微服务相对较小
    • 很容易让每个开发人员理解
    • IDE启动更快,让开发人员更有效率
    • 应用启动更快,这让开发人员更有效率,而且加快开发速度
  • 提高了错误隔离。例如,如果一个服务出现内存泄漏,仅有这个服务会受到影响。其他服务将继续处理请求。作为比较,单体架构中一个组件出现异常,将拖垮整个系统。
  • 消除对一个技术栈的长期依赖。当开发一个新服务时,你可以选择新技术栈。同样,当对现有服务做出重大修改时,也可以用一个新技术栈来重写它。

弊端

该解决方案有以下弊端:

  • 开发人员必须处理额外带来的分布式系统的复杂性。
    • 开发工具/IDE面向的是构建单体应用,不为开发分布式应用程序提供明确支持
    • 测试变得更复杂
    • 开发人员必须实现服务内部的通信机制
    • 实现跨多个服务的用例而不使用分布式事务非常困难
    • 实现跨多个服务的用例需要部门之间的紧密合作
  • 部署复杂性。在生产环境中,存在部署和管理包含多个不同服务类型的系统的操作复杂性。
  • 内存消耗增加。微服务架构将N个单体应用替换成了N×M个服务实例。如果每个服务都运行在它独有的JVM(或者类似的运行时),这对隔离实例很游泳,这样就存在M倍的开销。还有,如果每个服务运行在它
    独有的虚拟机(或者EC2实例),比如Netflix那样,开销会更高。

问题

你必须解决很多问题。

什么时候该采用微服务架构?

采用这个方法的一个挑战是决定什么时候使用它。当开发一个应用的第一个版本,你通常不会遇到必须采用这个架构才能解决的难题。此外,采用精心设计的分布式架构会减慢开发速度。这对初创公司是个主要问题,因为他们最大的挑战通常是迅速解决业务模型和对应的应用程序。使用Y轴拆分,会使迅速迭代变得更困难。然而,一段时间后,当挑战变成如何扩展,并且你需要使用功能分解时,这些纠缠的依赖可能使你难以将单体应用分解成一组服务。

如何将应用分解成服务?

另外一个挑战是决定该如何将系统拆分到微服务。这更是一门艺术,但是有一些策略可以帮上忙:

  • 按业务能力拆分,定义与业务能力相对应的服务。
  • 按领域驱动设计的子域拆分.
  • 按谓词和用例拆分,定义与特定行为对应的服务。例如,一个“Shipping Service”对应运送订单。
  • 按名词和资源拆分,定义与一个指定类型的entities/resources的所有操作相对应的服务。例如,一个“Account Service”对应管理用户账号。

理想角度,每个服务应该只拥有一小部分能力。Bob Martin讨论了采用单一职责原理(SRP)来设计类。SRP将一个类的职责定义为改变的理由,并且一个类只能有一个理由发生改变。将SRP应用到服务设计很有意义。
另一个帮助服务设计的类比是Unix工具设计理念。Unix提供了众多的工具,比如grep,cat和find。每个工具只明确做一件事,通常非常好,而且可以通过一个shell脚本和其他工具合并,提供复杂的任务。

如何保持数据一致性?

为了确保松耦合,每个服务都有它肚子的数据库。由于2阶段提交/分布式事务在多数应用中并不是一个选择 ,在不同服务之间保持数据一致是个很大的挑战。应用程序必须改为采用Saga模式。服务在数据发生更改时发布事件。其他服务订阅事件并更新它们的数据。有很多种方式可以可靠的更新数据和发布事件,包括Event SourcingTransaction Log Tailing

如何实现查询

另外一个挑战是查询多个服务拥有的数据

相关的模式

有很多和微服务相关的模式。单体架构是微服务之外的另一选择。其他模式解决了你将在微服务架构中遇到的问题。

微服务相关的模式

已知案例

大多数大型网站,包括 NetflixAmazoneBay都从单体架构进化到了微服务架构。

Netflix,知名的视频流服务,承担了30%的互联网访问流量,采用了大规模的,面向服务的架构。他们每天处理来自800个不同设备类型,针对视频流API的上十亿次调用。每个API调用平均分散出对后台服务的六次调用。

Amazon.com最开始采用两层架构。为了扩展,他们迁移为存在几百个后端服务的面向服务架构。一部分应用程序调用这些服务,包括Amazon.com网站和web服务API。Amazon.com网站访问100-150个服务,获取数据构建网页。

拍卖网站ebay.com也从单体架构进化到了面向服务架构。应用层有很多独立的应用程序。每个应用程序实现了特定功能领域的业务逻辑,比如购买和销售。每个应用程序采用X-轴切割;一部分应用,比如搜索,采用Y-轴切割。Ebay.com针对数据库层提供了X-,Y-,Z-风格的合并。

还有许多其他公司使用微服务架构的案例

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 219,589评论 6 508
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,615评论 3 396
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 165,933评论 0 356
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,976评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,999评论 6 393
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,775评论 1 307
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,474评论 3 420
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,359评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,854评论 1 317
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 38,007评论 3 338
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,146评论 1 351
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,826评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,484评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,029评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,153评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,420评论 3 373
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,107评论 2 356

推荐阅读更多精彩内容

  • 微服务最近非常流行,各大互联网公司纷纷采用微服务架构体系,微服务架构模式正在为敏捷部署以及复杂企业应用实施提供巨大...
    Sting阅读 9,084评论 0 57
  • 1. 微服务架构介绍 1.1 什么是微服务架构? 形像一点来说,微服务架构就像搭积木,每个微服务都是一个零件,并使...
    静修佛缘阅读 6,645评论 0 39
  • 最近很火的《王牌对王牌》中,时隔多年的朱茵在节目现场说:“23年前,我认识一个女孩,是她,让我理解我的意中人,总有...
    大大大暖暖阅读 1,134评论 11 14
  • 2月3日 周六 晴 _1~_9。 今天是放假的第一天,我和琪琪一起制订了寒假学习计...
    seafoot阅读 189评论 0 3
  • 汤姆考汽车执照回来,妻子迎上去急切地问:“怎么样,考上了吗?”。 “不知道。”汤姆沮丧地说。 “怎么不知道呢?...
    梓毓爸阅读 244评论 0 2