微服务设计

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不要把一堆鸡蛋放在同一个篮子里面。在投资的时候,我们一般不会把全部身家都放在一只股票或基金上面,一般都会采取组合的形式,进行投资理财,分摊风险,降低亏损率。软件服务也是一样,如果是单点服务,如果出现故障,那么整个服务也将不可用了,对整个产品造成恶劣的影响,导致用户大面积流失。

一、去中心化

在微服务中,一般我们需要三个去中心化:

  1. 技术去中心化
  2. 数据去中心化
  3. 治理去中心化

技术去中心化

在开发微服务中,每个服务面向的业务场景皆不相同,有些是数据密集型业务服务,需要大内存大存储,如:内容系统。有些是计算密集型,需要良好的

CPUGPU 进行大量计算提供服务,如:AI,视频处理等。我们需要为不同的服务选择不同的技术解决方案。在选择技术栈时,要避免过度多样化,需要结合团队实际的情况来取舍,要是没个服务都是用不同的语言来实现,维护成本将会很高。

数据去中心化 — 服务之间通过 RPC 通讯

微服务中,每个服务将独享自身的数据存储设施(数据库and缓存等),不像传统的应用共享一个

DBCache。这样有利于服务的独立性,隔离相关干扰。

治理去中心化

当出现流量热点时,大流量访问某一个服务,流量经过

Nginx 进行转发,单个 Nginx 服务无法承载大量流,那么,就需要部署多套 Nginx,防止单个 Nginx 服务被大流量打死,从而导致服务不可用。一般的,遇到服务瓶颈时,要考虑纵向扩展与横向扩展的成本,进行对比,选择目下最佳方案。

二、 基础设施自动化

一般来说,无自动化不微服务,一旦实行微服务架构,就意味着不再像传统的应用,始终只有很少的服务,部署起来很方便。微服务一般都会拆成十几二十个(主要看应用规模),可独立运行的服务,这意味着,开发,调试,测试,监控和部署复杂度会相应的增大,必须要有合适的自动化基础设施来支持微服务的架构模式。

一般基础设施(包括不限于)

  1. CI/CD — Gitlab + Gitlab Hooks + k8s
  2. Testing — 单元测试, API 自动化测试(Yapi)
  3. 在线运行时 — k8s, 以及一系列的,日志收集,日志监控,性能监控等等

三、服务可用性与兼容性

可用性

微服务架构采用粗粒度的进程间通信,引入了额外的复杂性和需要处理的新问题,如:网络延迟,消息格式,负载均衡和容错。提高可用性需要关注如下几点:
  1. 隔离
  2. 超时控制
  3. 负载保护
  4. 限流
  5. 降级
  6. 重试
  7. 负载均衡

兼容性

一单采用了微服务架构模式,那么在微服务变更时,我们需要特别小心,服务提供者的变更可能引发服务消费者的兼容性被破坏,需要时刻谨记保持服务契约接口的兼容性,一般的原则是遵循博斯塔尔法则发送时保守,接收时开放,在开发时,面向失败编程,提高代码的鲁棒性。

  1. 发送时保守 — 最小化传递必要的信息
  2. 接收时开放 — 最大限度容忍冗余数据,保证兼容性

四、组件服务化

传统实现组件的方式是打包成一个库,如:

Java 下的 Jar 包, Windows 下的 .dllLinux 下的 .so,都属于一个库,集成进现有的应用,就可以使用库提供的相应的功能。库和现有的应用打包成一个可执行的服务,运行在同一个进程中,这意味着库的局部变化,整个应用都需要重新部署。在微服务模式下,通过微服务实现组件,将单个应用拆分为一系列的服务组件,运行在不同的进程中,那么单一服务的局部变化,只需要更新部署对应的服务进程即可。

Golang 实现一个微服务组成

Kit — 一个微服务的基础库(框架), 如: go-kit, go-micro, kratos,TarsGo

Service — 业务代码 + kit 依赖 + 第三方依赖,组成业务微服务

RPC + Message Queue — 轻量级通讯, 如:gRpc, Rest Api

五、服务划分

按业务组织服务 —— 按业务能力组织服务的意思是服务提供的能力和业务能力对应。譬如:

订单服务数据访问服务,前者反映了真是的订单服务,后者则是一种技术抽象服务,不能反映真是的业务,所有按微服务架构的理念来划分时,是不应该存在 数据访问服务 这样的一个服务的。

事实上,传统应用设计架构的分层结构,正反映了不同角色的沟通结构,所有若按微服务的方式来构建应用,也需要对应调整团队的组织架构,每个服务背后的小团队的组织是跨功能的,包含实现业务所需的全面技能。

传统组织结构

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传统应用架构的组织架构,按照职能划分,如 UI 组,开发组,DBA 组,运维组等等,

微服务组织结构

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微服务架构模式下的组织架构下,每个服务背后的小团队的组织是跨功能的,包含实现业务所需的全面技能。

  • 微服务

    微服务架构是一种架构模式,它提倡将单一应用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。每个服务运行在独立的进程中。服务于服务之间才用轻量级的通信机制互相沟通。每个服务都围绕着具体业务构建,能够被独立的部署。

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  • golang

    Go 语言是 Google 推出的一种全新的编程语言,可以在不损失应用程序性能的情况下降低代码的复杂性。谷歌首席软件工程师罗布派克(Rob Pike)说:我们之所以开发 Go,是因为过去 10 多年间软件开发的难度令人沮丧。Go 是谷歌 2009 发布的第二款编程语言。

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