微服务那些事儿 1.基本概念

第一章 微服务架构

1.不微你就OUT了(类比方式初次介绍微服务)

类比金刚葫芦娃、活字印刷术。

2.产生背景

传统架构面对的问题:持续增长的业务需求、日益激烈的竞争、瞬息万变的市场,更高要求、更快交付、更多挑战的市场,敏捷、精益的目标。
时代的召唤(当代特点——快):当代凡事都“快”,需求增长快,变化快,紧跟市场的变化,同样快速做出反应,才能在竞争激烈下超过对手。
容器神助攻:容器技术是解决微服务生态的最后一课拼图。即容器技术是微服务这个概念,最终落实成解决方案的重要部分。
微服务的进击(微服务架构的由来):好的架构不是设计出来的,是进化出来的。微服务架构是在传统架构的基础上进化而来,按照业务能力将系统拆分成多个服务,每个服务都是一个独立的应用,对外提供一系列的公共服务API,服务之间以轻量的方式互相调用。

3.微服务的标签

单一职责:类比海贼王每个成员,各司其职。拆分的每个微服务也应对应着唯一的业务能力,做到单一职责。
:微是相对于传统应用而言的。服务微,如传统大型ERP系统,用户服务可称为独立的应用,业务单一,体量小,每个服务在细化到API级别。人员微,每个团队人员少,代码量、功能数、业务复杂度,给人小项目的既视感(亚马逊,两个披萨原则。指与会人数不能多到两个披萨饼还不够他们吃的地步)
面向服务:微服务面向服务的重要特性。每个服务都对外部提供服务,消费者使用服务。面向服务解除了与平台或语言的绑定,做到了平台语言无关性,不限定于某种技术,真正的开放。消费方,使用服务时无任何代码级别的渗透,无任何配置,只需要HTTP
请求调用。
自治
1.团队独立。一个团队负责一个或多个服务,人数限制在10人以内。
2.技术选型灵活。自由选择技术栈不干扰其他服务,重新技术选型重做代价小。
3.前后端分离。后台提供REST服务,前端以HTTP请求获取服务。
4.数据库分离。每个微服务使用自己的数据源,更好数据库也只需要考虑自己的服务项目。
5.部署独立。一个微服务的部署不影响其他服务,有利于持续集成和持续交付。不需要像传统应用那样,修改后需要重新打包、频繁部署,影响系统的可用性。
6.容错。故障隔离,单个服务出错不会影响到整个应用。通过断路器进行容错和降级,保证系统稳定性。
易扩展:传统应用,通过全量复制部署到集群服务器的多个节点上。扩展时,只能通过整体做集群式的方式增强,无法针对特定服务扩展,造成资源浪费。微服务可以实现局部强化。
流程化:流程化是一套关于用户行为准则的规范(定义含糊)。好处有 :微服务通过流程化将业务难度分解到各个微服务中,降低每个服务的业务难度;减少犯错的机会;能不断改进优化;方便开发、理解和维护。
不能过于迷信流程化的力量,把走流程当成了工作本身(管理的工作任务就是走流程),导致效率低下、机构臃肿、官僚作风(微服务的人员组织架构确实有助于避免这种情况,舍弃复杂的管理)
造枪和富士康的例子。(流程化,具象说明就是各司其职,分工明确)
利用微服务的无状态性,实现流程化和标准化,降低每个环节的复杂度,不降低整体的复杂度。

4.实力碾压(微服务的特点)

组件化:好处是组件的独立、可复用性、可替换性。微服务是组件化最彻底的架构,每个服务时高内聚的组件,对外低耦合。出了问题容易定位,也能针对性的修复,最大程度做到易维护。
快速:传统服务的开发工作量大,导致开发效率低,微服务开发工作量小,所以开发速度快。(工作量变小的理由是框架工具的优化,省去了部分工作量?从业务角度来说,设计开发工作量应该是一样的。)装配方式上进化导致快;交付效率快;体量上,一个服务时原系统的N分之一,开发、测试、部署都快。
可复用:可复用的好处有:减少了开发时间;减少因为失误而造成的返工时间;有助于更快的开发和交互。
如何体现复用:每个服务间没有绑定关系。每个服务可不断改造成其他服务,而实现无限复用(举例如现代酒店的房间和门卡,解除了耦合)。
机动灵活:传统应用,一处问题,拖垮整个系统;微服务架构中,一个服务“挂掉”,不影响其他服务,且可立即启动该服务的其它实例作为后备。

4.不要奶我(不要过分夸大微服务的作用,客观了解其不足)

不足
1.时效性。需要高时效性的系统不适合微服务架构。由于分布式特点,服务间的调用有额外的开销,因而在不同平台或网络上,调用延时导致系统响应慢。
2.一致性。分布式事物的复杂性,微服务在保证事务一致性方面需要做更多的工作。理论上能够实现,但微服务并不擅长(不擅长这个描述不正经)。
3.需要投入。享受新架构的好处,需要投入。(没有明确说明,可能值得是学习成本、改造成本等方面吧)
4.可能造成浪费。某些功能没有足够大到需要独立为一个服务,因而可能在多个微服务项目中都存在相同的该功能,每个微服务团队都独立开发实现该功能,造成了资源的浪费。
虽然微服务开始时需要一次性投入资金、时间和精力,但从长期来看,收益显著,一劳永逸。
挑战
1.落地。一些先决条件的准备(如PAAS等基础设施、Docker等环境),有些团队已经具备,而有些团队可能还未掌握,需要投入成本学习实践。
2.规划。规划不合理的结果就是返工,造成重复投入、重复建设。包括技术选型和梳理业务。技术选型,需要选择合适的技术以适应业务场景,进行技术间的比较取舍。梳理业务,是重点,难度由项目本身决定,全面、清晰、正确的梳理有时极具挑战性,也会造成后期大量问题。
3.开发、测试、运维。
a.接口规范,接口设计需要兼容性强,避免服务变更后导致无法调用的情况发生,做到来者不拒,宽入严出(宽入能理解,严出如何体现?);
b.契约一致性,多个产品服务依赖基础服务,契约变更时,要保证双方契约一致性,避免服务不可用。(不理解契约一致性,具体指的是哪个方面);
c.服务编排,拆分粒度变细,服务数量会变多,服务间的调用变复杂,需要专门的服务编排工具进行处理(后续章节提及的Netflix Conductor);
d.容错,服务数量多,可能发生被调用服务不可用的情况,服务的降级和容错是个大的挑战,而调用方调用失败时,如何处理也是个考验;
e.运营管理,运营方式已经改变,针对众多微服务的管理,需要引入日志、监控等很多的辅助工具。部署方式也已经改变,多服务的配置、部署、资源调配需要有高度自动化的持续集成、持续部署环境,运维人员也需要掌握。
(个人:以上有些挑战已经作为优势叙述过,且有了相应的技术工具的实现,此处作为挑战再次赘述,是否表明,这些实现还不完善?存在问题?)
其他:国外适用的架构,是否在国内的业务场景依然适用,需要避免南橘北枳。微服务是个好工具,若是不适用,不是工具的问题,而是要做可行性分析的时候,需要慎重分析考量。

第二章 为何选择微服务

1.传统架构的病(缺点)

中年危机(传统架构用久了的问题):(个人归纳:本质原因是扩展性差,由于扩展性差,遇到作者描述的这些情况时,问题就会越来越严重)新业务需求的指数级增长;激增的用户数量;旧功能不断的迭代翻新;与多个外部系统对接;核心人员流失更迭,引起代码逻辑复杂糟糕等。
(中年危机指项目刚上线,功能划分合理,运行稳健,却随着时间推移,而变得问题不断,如青年成为中年)
宝宝心里苦(传统架构本身的不足)
1.笨拙:传统应用成为单体应用或巨石应用,太过庞大,所以开发慢、测试慢、部署慢、导致交付周期长
2.耦合严重:业务耦合;代码耦合。引发的问题有:开发和维护困难;BUG难发现;一个模块运行出错,整个进程的出错。
3.协作困难:多人开发一个应用,彼此间的修改会出现冲突,导致开发与测试时间变长,还可能引发严重问题。
4.无法持续交付:所有功能依赖于一个大应用之上,应用与应用间的依赖导致部署困难。(不清晰,这里的应用指的是一个功能模块?而且,这个现象的结果不是无法持续交付,而是部署的困难,部署与交付还是有区别)
5.受技术栈限制:技术选型确定,便无法更改。导致两个现实问题:新招的人也需要熟悉这种技术栈,哪怕其已过时(例如基于IE的老旧项目);新技术无法引入使用。(这一点,还是扩展性的问题)
6.债务多:a.生产上,运维提出的问题,需要耗费时间精力解决,影响项目的正常进度。b.技术向业务的妥协,先实现功能,后期再计划重构,最终原开发人员离职,而重构依旧没上日常(该点,生有体会,作为程序员在前期设计阶段,由于懒惰、怕困难等原因,设计不合理,却寄希望于日后)。c.旧项目的代码逻辑不合理,由于被多个地方调用,重写代价大,若是新人接受,耗费代驾更大。

2.微服务有药(微服务能解决传统架构的问题)

讳病忌医(不要拖延问题):合适的时间,合适的人。人:对业务和技术架构熟悉的人(核心人员)。时间:重构要趁早(其一,越早重构,需要处理的问题会少;其二,在核心人员流失之前,进行重构)。太迟重构的代价可能比重新开发的成本还高。
朋友听说过架构么(好的架构需要具有的特点):好的架构一开始就要考虑后面的扩展和修改。好的架构师是解耦的。好的架构一定是轻量灵活的。
沙盘演练看效果(实践前,先从理论上论证微服务可行):提出问题,并将评测指标量化,然后以传统架构和微服务的分案分别得出数值,进行比较。例如:问题为修改一个需求的代价,评价指标为代码修改处数量、测试工作量、交付周期、人员数量等。
微服务灵活多变的特点,更适合应对多变的外界因素。

3.微服务的价值

资源价值:一些系统有偶发性流量洪峰(京东618、天猫双11、中介公司月末录单据),通过微服务合理利用资源:a.资源不足时扩容,资源过量时缩容;b.部署云平台,按需支持更省钱(交由云平台负责扩缩容)。(传统系统一样有分布式架构,这一点难道不能实现?)
业务价值:业务稳定的系统,是否通过微服务重构的决策,取决于收益。通过沙盘演练论证量化工作量、人员数量、交付质量、交付周期等指标,来表明收益。交由企业相关人员决策。
技术价值:a.“从一种技术架构换成另一种技术架构,只是重新实现一遍,若没有改变现状,也没有带来收益,是没有价值的。”作者否定了这种观点,他认为,技术的价值在于积累和可重用,新技术用在其他新项目上,就体现出了价值。(说白了,利用技术重构的契机,重学一门新技术并积累实践经验,对个人和公司的技术积累是有益的(若公司有注重技术积累的话),但是牺牲了项目进度。个人观点:需要考虑项目紧急程度,和该门新技术的未来前景)b.技术为业务服务,通过技术能够促进业务的发展(再一次出现这个观点),同时通过推广扩大技术的影响范围(这两个的前提是,新技术在性能上优于旧技术,扩大是发挥新技术的真正实力),最终体现技术的价值。
用户价值:当企业认为用户已经习惯旧系统,新系统将导致用户不适应。要从用户角度说服企业。沃尔玛引入电子支付的例子,改变传统的付账习惯。微服务的交付上线速度快(可每日发布更新),能迅速提升用户体验。
未来价值:微服务架构的高扩展性,可适应未来业务的不断提升,越发体现其价值。
小结:微服务的短期收益易于论证,而无法预测和量化的未来收益可能会更大。

4.定个小目标(微服务想实现的目标)

持续交付:传统周期性交付(短则一个月长则几个月的交付周期)变成随时上线、随时交付。
业务敏捷:通过快速响应、持续开发、持续交付,真正做到业务敏捷。传统模式下,需求审批部门根据上线周期,对需求进行排期;微服务架构下,将需求分散到日常,形成每天一个常态模式。
(个人:查看敏捷开发的概念和特点,会发现微服务架构完美契合,是实现敏捷开发思想的利器)
独立演进:每个服务作为一个独立项目由各个团队分别开发管理。原因:不同服务项目的业务和技术侧重点都不同(如报表统计业务和读写数据业务),独立演进能发挥各自技术的优点,更好地为业务服务;小的团队管理模式从简(流程简、交流易、掣肘少),生产更加高效。
高可用:架构的优化、能够持续交付、关键业务的隔离、熔断机制的保障,达到业务和系统的高可用,减少宕机次数与时间,降低宕机的感知度。(简单地说,通过架构和技术,使系统不容易出问题,即使出问题,用户也不容易察觉到,并且能很快地修复)
高性能:实现大规模存量数据和快速增长条件下的高性能。通过自由伸缩(即增加或减少服务实例)来实现。
站在云端:云服务简化了容器化微服务创建、集成、部署、运维的整个流程,推动微服务在云端的大规模实践。(不太理解)

4.别人家的公司(其他公司对微服务的态度)

仅仅以亚马逊作为例子。亚马逊在做事的方式和态度上,强势、谨慎、不盲从、不跟随(事例:每年重构系统;花几年时间准备一件事;甘肃云计算中心落户事件)。连亚马逊都选择微服务了,我们就无须顾虑。

第三章 我拆我拆我拆拆拆(拆解旧系统)

1.拆还是不拆(引言而已)

举例引出,不知道拆的原则的前提下,大多数关于拆和不拆的辩论无意义。
(个人:作者“拆的原则”指的是“怎么拆”,他认为只有知道了“怎么拆”,才能知道“该不该拆”。下一节的关键指标,就是是否要拆的判断标准)

2.如何拆(拆解流程和方法)

庖丁解牛(对拆解目标熟悉,并依据拆解规律):对需要拆解的系统熟悉,熟悉系统的架构、业务,知道业务功能的划分、模块的边界。
数据模块和业务模型:数据模型是骨架,业务模型是皮肉,所有的业务功能依附于数据模型上。
根据数据模型分出业务模块:同属于一个业务模块的数据模型(实体)会聚集在一起,根据图像就能直观看出。
通过业务模型识别出不同业务主体(指人?)的流程环节,将业务主体进行分类,不同类别的业务主体间用业务泳道分隔,形成一个业务泳道图。
金字塔结构图:将系统的所有业务功能点不断细分,从上到下,从大到小,就能型材一个金字塔结构图,最底层是最小粒度的功能。
细分的过程中能发现很多相同的功能,用于去重。
关键指标(进一步拆分依据)
1.公共的业务功能(10分关键):a.被一个以上服务调用的接口方法都要独立出来,抽象成公共服务。b.服务的2种类型:产品服务和基础服务,基础服务就是公共服务(如用户服务、计算服务、配置服务)。c.业务环节中,每个业务主体有很多规则,贯穿整个流程,需要抽取每个主体的规则,做成统一的规则服务。
2.重点业务(9分关键):偏向业务主体(意思是受到领导高层等有决策权的人的强调和关注),代表了未来业务的发展方向。
3.对系统有重大影响的业务功能(8分关键):包括一些对性能和资源消耗高的业务(如强计算业务、业务量大的业务)
4.经常变化的业务主体(7分关键):有些业务主体经常变化(个人:或者尚不确定),不要与其他业务解耦,避免出现变更改动时影响多出,也避免日后的隐患。
5.特殊业务主体(6分关键):有独特的处理逻辑,与普通业务差别大,业务逻辑无法共用,需要独立出来。
6.不同业务渠道(5分关键):不同方式实现同一个业务(如人工售票和自动售票),也需要拆解出来。
7.业务复杂、带业务流程的(4分关键):复杂业务拆分多个服务;业务流程拆分不同服务,各个独立的服务还能再向下拆分

3.粒度

拆解的粒度必须结合业务场景。以解决实际问题为出发点来拆解,拆的时候考虑意义,拆完之后考虑维护的难度。
(个人:没有提出粒度的定性或定量标准,相当于回到了最初的无意义辩论上)
拆解的过程是循序渐进的。
满足复杂度和灵活性平衡的方案,所以拆解粒度不能太大,不能太小:拆的少,没有拆的必要。拆的多,一个业务的组合因子多,造成出现问题难定位,多服务的管理(普什图语的字典编写教授被国家遗忘的例子)等问题。

4.边界

边界清晰:每个微服务的业务边界需要明确且清晰。避免两个服务在功能上的重叠,引起共同维护或互相推责的问题。
另外,边界越早定清楚越好。
分工明确:微服务之间或者一个服务之内,分工需要明确,避免开发维护的麻烦。

第四章 如何使用微服务

使用微服务的两种情况:新项目、老项目微服务化(主要、难)

1.规划

全局性:包括业务和技术。业务方面,做好识别范围的工作,不能有遗漏。技术方面,考虑架构的成熟度和稳定性,还要考虑将来如何升级,当业务数量和用户数量几何级增长后,系统能否支撑。要从长远眼观考量,业务与技术的演进之路,同时技术要以为业务服务为目标。
针对性:针对主要业务,将其剥离成一个独立的服务;针对旧系统的不足与问题,考量新的方案。
良性发展:技术架构以长远的业务目标作为考量而设计,以促进业务的不断发展(业务方面的迭代)。(此处作者认为,优良的技术基础是能促进业务的发展)
格局大:大的格局,在之后的长时间内,都将具有很好的扩展性。

2.微服务重构

影响因素:环境因素,包括企业架构、战略、过程、技术、人等等。如,企业基础设施,部署的审批流程等。
重构原则:最合理、最经济、影响最小、安全系数最高
1.前后端分离。表现层和逻辑层解耦,微服务改造前提。
2.代价最小原则。重构时机,越早代价越小。需求“冷冻期”内重构(该情况不多见,多是一边使用以便重构)。新增需求和重构同时进行时,将新需求坐在新的服务上,避免两边都开发(重构和测试验证的的工作量巨大)。
3.影响最小原则。对系统的影响要降到最低,旧系统保证能正常使用。试点的方式让风险提前暴露,及时改进,避免风险影响范围的扩大。
4.吐故纳新。以微服务重构作为契机,废弃旧系统不合理之处,使用新的流程或者使用新规范优化。最优的方式是从业务上做优化,技术实现之。(业务简单明了,流程优化,重构才有价值;不做变化的业务流程,重构无意义)
重构方法
1.接骨法:拆分业务环节,再慢慢逐一将各个业务环节服务化(REST接口或消息队列)。
2.分批逃跑法:从旧系统中拆业务,拆一个改造成一个新的微服务应用,最终,如果新应用代替旧系统。
3.修路法:微服务化时,旧系统正常使用。所有业务的上下游从直接调用改为REST调用或消息队列方式隔离。
(这一部分举了例子,减少了说明,很难让人分清3个方法间太大的差别)

第四章 微服务的朋友圈

1.好朋友容器

容器与微服务:微服务刚面世时,由于服务被拆成多个应用,部署的复杂度增加。容器的出现,取代了传统的部署方式。容器与微服务项目促进,共同发展。
容器的来历:容器最重要的特性是隔离。
虚拟化技术(如vmware虚拟机),是虚拟出多个操作系统,且互相不影响。容器技术,是虚拟化技术的升级,在一个操作系统上,隔离出多个应用,互相不影响。
容器相比虚拟机,轻量、灵活、启动快、移植方便、简化部署复杂度。
容器的好处
1.环境的一致性。很多时候环境不一致引起部署的问题,如代码不一致、配置文件不一致、数据库脚本不一致、运维执行错误等。开发环境下使用Docker(开源的应用容器引擎)构建好应用的镜像,在生产上使用同一个镜像,保证线上线下环境的一致性。
2.减少部署的重复工作:传统部署需要搭建环境、配置变量等步骤,当需要再多台机器上部署时,便要不断重复这些步骤。使用Docker容器引擎,简化了部署过程。
3.快速交付:部署变得容易的同时,可以实现快速交付,为持续集成创建了条件。
(个人:持续集成、持续交付、持续部署。每一个都是在前一个的基础上完成的)
4.安全性高:容器和操作系统隔离,彼此互不干扰,提高了系统的安全性。
5.易集成:将不同应用部署在不同容器中,解除耦合,使应用间的集成变得容易。
6.自带体系。完整的、独立的生态,可以被各处运行。

2.天生一对DevOps

DevOps:开发+运维。将开发与运维融合在一起,实现快速交付,快速反馈。生成反馈及时给了开发,缩短了开发周期,部署频率更高,快速及时检测和修复缺陷。
DevOps模式使产品周期的流程形成一个闭环(PLAN > CODE > BUILD > TEST > RELEASE > DEPLOY > OPERATE > MONITOR > PLAN),而不再是线性的流转。一个闭环是一个迭代周期,不断地快速迭代。
DevOps的概念不久,但实践经验更早更长。在小团队、敏捷开发、全栈开发中一直都在运用,只是那时尚缺DevOps的自动化工具。
为什么采用DevOps:随着项目增大,人员增多,组织结构复杂,需要耗费沟通成本,责任分工不明等问题,导致交付效率变低。而微服务架构将一个大项目划分为多个微服务项目,人员的组织也能类似分为多个团队,一个团队对应一个或多个小项目,项目彼此独立,团队也彼此独立,重新变得高效。

3.SOA是谁

接着忽悠(微服务与SOA不同):作者观点,谈及微服务时不要提SOA
SOA是个什么鬼
SOA面向服务架构,WebService是面向服务的一种实现。
面向服务是软件架构的普适原则,由于服务两个字,便被虚假的专家误导,“微服务是SOA的最佳实践”这个错误观点。
微服务是不是SOA,仁者见仁,该问题没有实际意义,多关注微服务。
(个人:作者始终不敢,明确说出,微服务不是SOA,但却不断批评将SOA与微服务联系起来的“专家”)

微服务 SOA
能拆分的就拆分 是整体的,服务能放一起就放一起
纵向业务划分 是水平分多层
由单一组织负责 按层级划分不同部门的组织负责
细粒度 粗粒度
两句话可以解释明白 几百字只相当于SOA的目录
独立的子公司 类似大公司里面划分了一些业务单元(BU)
组件小 存在较复杂的组件
业务逻辑存在于每一个服务中 业务逻辑横跨多个业务领域
使用轻量级的通信方式,如HTTP 业务服务产总线(ESB)充当了服务中间通信的角色

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