整体发展概览
服务架构一直处于演变之中,为了适合自己的业务,不断的去调整。
整体的发展历程如下:
开发者视角
从一个 java 开发者,感受大概经历了下面几个历程:
第一阶段:单体架构
早期,大部分IT系统都是单体系统,例如传统的SSH架构,此时前后端也没有分离,UI组件也包含在了控制层:
这个也就是老马刚毕业时候的架构,SSH 基本是面试必问。
不过现在这些都发生了一些变化,主流已经变成了 spring mvc + spring contaienr + mybatis。
只能说,spring,java 界永远的春天!
第二阶段:分布式架构
为了方便给系统扩容,以及增加系统的复用性,出现分布式系统。
另一方面,系统模块快速膨胀,为了降低系统内部的复杂度,于是对系统模块进行拆解,分不到不同的系统中,降低模块耦合,加快迭代速度。
ps: 其实主要是降低单个应用的复杂性,让每一个应用专注于一件事情。这样可维护成本大大降低,换言之,开发完后以后,可以让一个刚毕业的新人做运维。把开发者裁掉,降低成本。
主流主要是 SOA 和 MSA 两种体系。
SOA
早期的分布式系统是基于面向服务的架构SOA。
SOA是微服务的前身,主要是为了摆脱单体应用的问题,达到以下效果:
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充分利用现有的基础设施;
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SOA体系结构依赖于消息传递(AMQP,MSMQ)和SOAP作为主要的远程访问协议。
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快速响应业务变化;
架构图如下:
异构系统,也可以通过消息中间件的协议转换进行相互调用。
这个我倒是接触过一段时间,当时业务系统是 C# 开发,我所在的后端服务使用的是 java 技术开发。当时的协议使用的是 webservice。
但是用起来感觉不是很顺畅,主要缺点如下:
(1)WebService中常用的SOAP通信协议,通常使用XML格式进行通信,数据冗余,协议过重
(2)服务治理很不完善。
后来逐渐演变为了现在的 MSA(Micro-Service Archeticture 微服务架构),从而实现了更加松耦合以及更加灵活的系统。
MSA
微服务是一种软件开发技术——面向服务的体系结构(SOA)体系结构样式的变体,它将应用程序构造为松散耦合服务的集合。
在微服务体系结构中,服务是细粒度的,协议是轻量级的。
- 微服务架构图示
优点
微服务架构有很多重要的优点。
首先,它解决了复杂性问题。它将单体应用分解为一组服务。虽然功能总量不变,但应用程序已被分解为可管理的模块或服务。
这些服务定义了明确的RPC或消息驱动的API边界。微服务架构强化了应用模块化的水平,而这通过单体代码库很难实现。
因此,微服务开发的速度要快很多,更容易理解和维护。
第三,微服务架构可以使每个微服务独立部署。
最后,微服务架构使得每个服务都可独立扩展。
现在这种架构模式已经成为主流,个人感受最深的就是如果你只负责单一服务,你可以把他理解的比较透彻,而且维护起来也没有那么复杂。如果有功能变更,只上线对应的应用即可。
缺点
微服务的一些想法在实践上是好的,但当整体实现时也会呈现出其复杂性。
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运维开销及成本增加
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必须有坚实的 DevOps 开发运维一体化技能
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隐式接口及接口匹配问题
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代码重复
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分布式系统的复杂性
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异步机制
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可测性的挑战
个人感觉微服务最大的问题在于系统的拆分之后,很难有一个人可以知道系统的全貌,所以定位问题变得非常复杂。
举个例子,如果交易发生一笔失败,你可能要从API网关=》业务系统=》交易核心=》支付核心=》风控系统问一遍才能知道原因,最后发现是对底层的系统返回了一个失败,这里涉及到多个系统的沟通成本,基本上半天的时间就没了。
SOA vs 微服务
SOA | 微服务架构 |
---|---|
应用程序服务的可重用性的最大化 | 专注于解耦 |
系统性的改变需要修改整体 | 系统性的改变是创建一个新的服务 |
DevOps和持续交付正在变得流行,但还不是主流 | 强烈关注DevOps和持续交付 |
专注于业务功能重用 | 更重视“上下文边界”的概念 |
通信使用企业服务总线ESB | 对于通信而言,使用较少精细和简单的消息系统 |
支持多种消息协议 | 使用轻量级协议,例如HTTP,REST或Thrift API |
对部署到它的所有服务使用通用平台 | 应用程序服务器不是真的被使用,通常使用云平台 |
容器(如Docker)的使用不太受欢迎 | 容器在微服务方面效果很好 |
SOA服务共享数据存储 | 每个微服务可以有一个独立的数据存储 |
共同的治理和标准 | 轻松的治理,更加关注团队协作和选择自由 |
挑战
微服务的挑战可以概述如下:
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API Gateway
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服务间调用
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服务发现
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服务容错
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服务部署
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数据调用
不过幸运的是,很多成熟的中间件,已经为我们解决了这些问题。
第一代微服务框架
dubbo 的架构
Dubbo 的架构如下:
dubbo 针对 rpc 这部分做的很好,单也仅此而已。
但是为什么还是会这么火爆呢?
很多架构的升级都会有历史包袱,除非你是一家新公司,全新的应用。
大部分的应用都是 spring 或者 springboot 的,所以现在大部分公司都是 springboot + dubbo 的技术选型方案,这样可以让架构的平滑的迁移。
如果你们公司是全新的技术选型,可以考虑 spring cloud。
spring cloud 架构
Spring Cloud 架构如下:
你会发现 spring cloud 可以说是 java 技术栈中,比较完善的微服务框架。
当然,spring 再牛,负责的声明周期也只是 jvm 之内,应用的部署运维也是需要考虑的。
每一项技术都有其优势和局限性,所以需要结合使用。
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目前 docker 虚拟化技术如日中天,结合 k8s 掌托。
我选称这盛世为,喝不起咖啡的打工人,在春天的货船上,996 搬砖!
下一代微服务:Service Mesh?
Service Mesh 也是目前比较火爆的技术,我们后续进行详解。
个人感悟
技术架构的演进和生物的进化是类似的,物竞天择,适者生存。
学习技术也不能只局限于现在这一刻,要学会去回顾技术的历史,知道为什么是这样?如果有能力,也可以引领技术的未来,为什么不是这样呢?
我觉得自己很幸运,最初接触的是单体应用,是 spring xml 配置的时代。
我觉得自己很不幸,框架层出不穷,技术日新月异,如果不持续学习,不出 5 年,就会被彻底淘汰。
为了不被那么快淘汰,本系列将从微服务的发展历史,理论知识,入门使用,应用实战,实现原理,重复造轮子等方面,逐渐理解微服务。
我是老马,期待与你,一起见证开发者的春天!
参考资料
https://en.wikipedia.org/wiki/Service-oriented_architecture