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还不懂微服务原理?阿里高级技术专家带你看透微服务的来龙去脉

所谓的微服务是SOA架构下的最终产物,该架构的设计目标是为了肢解业务,使得服务能够独立运行。

作者:Java架构学习交流来源:今日头条|2019-10-14 11:06

我们先看下维基百科和百度百科给出的定义:

维基百科:2014年,Martin Fowler 与 James Lewis 共同提出了微服务的概念,定义了微服务是由以单一应用程序构成的小服务,自己拥有自己的行程与轻量化处理,服务依业务功能设计,以全自动的方式部署,与其他服务使用 HTTP API 通信。同时服务会使用最小的规模的集中管理 (例如 Docker) 能力,服务可以用不同的编程语言与数据库等组件实现。

百度百科:所谓的微服务是SOA架构下的最终产物,该架构的设计目标是为了肢解业务,使得服务能够独立运行。

微服务设计原则:1、各司其职 2、服务高可用和可扩展性

概念还是比较抽象的,接下来,我将从单体应用开始,讲解为什么会有微服务以及什么是微服务。

一、单体应用

在初期,互联网公司的应用技术栈大致分为 LAMP(Linux + Apache + MySQL + PHP)和 MVC(Spring + iBatis/Hibernate + Tomcat)两大流派。两者都是为单体应用架构设计的,其优点是学习成本低,开发上手快,测试、部署、运维也比较方便。

以 MVC 架构为例,业务通常是通过部署一个 War 包到 Tomcat 中,然后启动 Tomcat,监听某个端口即可对外提供服务。早期在业务规模不大、开发团队人员规模较小的时候,采用单体应用架构,团队的开发和运维成本都可控。

还不懂微服务原理?阿里高级技术专家带你看透微服务的来龙去脉

然而随着业务规模的不断扩大,团队开发人员的不断扩张,单体应用架构就会开始出现问题,大概会有以下几个方面的问题。

部署效率低:当单体应用的代码越来越多,依赖的资源越来越多时,应用编译打包、部署测试一次,甚至需要 10 分钟以上。

团队协作开发成本高:当团队人员扩张,多人修改代码,然后一起打包部署,测试阶段只要有一块功能有问题,就得重新编译打包部署,然后重新预览测试,所有相关的开发人员又都得参与其中,效率低下,开发成本极高。

系统高可用性差:因为所有的功能开发最后都部署到同一个 War 包里,运行在同一个 Tomcat 进程之中,一旦某一功能涉及的代码或者资源有问题,那就会影响整个 WAR 包中部署的功能。

线上发布变慢:一旦代码膨胀,服务启动的时间就会变长。因此,急需一种方法能够将应用的不同模块的解耦,降低开发和部署成本。

想要解决上面这些问题,服务化的思想也就应运而生。

二、服务化

服务化就是把传统的单机应用中通过 JAR 包依赖产生的本地方法调用,改造成通过 RPC 接口产生的远程方法调用。在编写业务代码时,对于通用的业务逻辑,把它抽象并独立成为专门的模块,对于代码复用和业务理解有很大的好处。

以微博系统为例,微博既包含了内容模块,也包含了消息模块和用户模块等。其中消息模块依赖内容模块,消息模块和内容模块又都依赖用户模块。当这三个模块的代码耦合在一起,应用启动时,需要同时去加载每个模块的代码并连接对应的资源。一旦任何模块的代码出现 bug,或者依赖的资源出现问题,整个单体应用都会受到影响。

为此,首先可以把用户模块从单体应用中拆分出来,独立成一个服务部署,以 RPC 接口的形式对外提供服务。微博和消息模块调用用户接口,就从进程内的调用变成远程 RPC 调用。这样,用户模块就可以独立开发、测试、上线和运维,可以交由专门的团队来做,与主模块不耦合。进一步的可以再把消息模块也拆分出来作为独立的模块,交由专门的团队来开发和维护。

可见通过服务化,可以解决单体应用膨胀、团队开发耦合度高、协作效率低下的问题。

三、微服务

从 2014 年开始,容器化技术的成熟以及 DevOps 文化的兴起,服务化的思想进一步演变为微服务。

微服务相比于服务化的不同可总结为以下四点:

服务拆分粒度更细:微服务可以说是更细维度的服务化,小到一个子模块,只要该模块依赖的资源与其他模块都没有关系,那么就可以拆分为一个微服务。

服务独立部署:每个微服务都严格遵循独立打包部署的准则,互不影响。比如一台物理机上可以部署多个 Docker 实例,每个 Docker 实例可以部署一个微服务的代码。

服务独立维护:每个微服务都可以交由一个小团队甚至个人来开发、测试、发布和运维,并对整个生命周期负责。

服务治理能力要求高:因为拆分为微服务之后,服务的数量变多,因此需要有统一的服务治理平台,来对各个服务进行管理。

还不懂微服务原理?阿里高级技术专家带你看透微服务的来龙去脉

以微博系统为例,可以进一步对内容模块的功能进行拆分,比如内容模块又包含了 feed 模块、评论模块和个人页模块。通过微服务化,将这三个模块变成三个独立的服务,每个服务依赖各自的资源,并独立部署在不同的服务池中,可以由不同的开发人员进行维护。当评论服务需求变更时,只需要修改评论业务相关的代码,并独立上线发布;而 feed 服务和个人页服务不需要变更,也不会受到发布可能带来的变更影响。

由此可见,微服务化给服务的发布和部署,以及服务的保障带来了诸多好处。

四、单体应用和微服务应用的区别

单体式应用微服务应用进程数将所有功能放到同一个进程中将功能的每个元素放置到分离的多个服务进程中拓展方式通过复制整个应用到多台服务器实现拓展通过将不同的服务分布于不同的服务器,并按需复制服务的方式实现拓展快速响应变更部分更新,都需要重新部署整个应用部署和升级都是独立的,有助于大大提高系统变更的敏捷性团队结构团队结构呈现垂直化,每个团队专门负责专门的一块团队结构呈现扁平化,每个团队服务一整个业务能力可用性一个服务的不稳定可能导致整个应用出现问题一个服务不稳定,影响范围比较小创新性很难引入新的技术和框架,所有功能都使用的同一种框架每个微服务可以使用不同的语言和框架,引入新技术方便

五、总结

由单体应用进化到服务化拆分部署,随着移动互联网规模的不断扩大,敏捷开发、持续交付、DevOps 理论的发展和实践,以及容器化技术的成熟,微服务架构开始流行。

微服务的核心在于服务治理,微服务架构是将复杂臃肿的单体应用进行细粒度的服务化拆分,每个拆分出来的服务各自独立打包部署,并交由小团队进行开发和运维,从而极大地提高了应用交付的效率。

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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