微服务架构

1、互联网应用架构发展

        随着互联网的发展，用户群体逐渐扩大，网站的流量成倍增长，常规的单体架构已无法满足请求压力和业务的快速迭代，架构的变化势在必行。下面我们就以拉勾网的架构演进为例，从最开始的单体架构分析，一步步的到现在的微服务架构。

（1）单体应用架构

        在诞生之初，拉勾的用户量、数据量规模都比较小，项目所有的功能模块都放在一个工程中编码、编译、打包并且部署在⼀个Tomcat容器中的架构模式就是单体应用架构，这样的架构既简单实 用、便于维护，成本有低，成为了那个时代的主流架构方式。

优点： 

• 项目前期开发节奏快，团队成员少的时候能够快速迭代
• 架构简单：MVC架构，只需要借助IDE开发、调试即可
• 易于测试：只需要通过单元测试或者浏览器完成
• 易于部署：打包成单一可执行的jar或者打成war包放到容器内启动

缺点：

• 随着不断的功能迭代，单个项目过大，代码杂乱，耦合严重，开发团队逐渐壮大以后，沟通 成本变高， 如：代码从编译到启动耗时达到 3-5 分钟
• 新增业务困难：在已经乱如麻的系统中增加新业务，维护旧功能，⼀脚踩进去全是不可预测 的问题。新⼈来了以后很难接手任务，学习成本⾼，需要大概⼀周时间才能上手开发
• 核心业务与边缘业务混合在一块，出现问题互相影响，如：一个临时活动流量猛涨，机器负 载升高就会影响正常的业务服务

        业务量上涨之后，单体应用架构进一步丰富变化，比如应用集群部署、使用Nginx进行负载均衡、增加缓存服务器、增加文件服务器、数据库集群并做读写分离等，通过以上措施增强应对高并发的能力、应对一定的复杂业务场景，但依然属于单体应用架构。

（2） 垂直应用架构

        为了避免上面提到的那些问题，开始做模块的垂直划分，做垂直划分的原则是基于拉勾现有的业 务特性来做，核心目标第一个是为了业务之间互不影响，第二个是在研发团队的壮大后为了提高 效率，减少之间的依赖。

优点：

• 系统拆分实现了流量分担，解决了并发问题
• 可以针对不同模块进行优化
• 方便水平扩展，负载均衡，容错率提高
• 系统间相互独力，互不影响，新的业务迭代时更加高效 

缺点：

• 服务之间相互调用，如果某个服务的端口或者ip地址发生改变，调用的系统得手动改变
• 搭建集群之后，实现负载均衡比较复杂，如：内⽹负载，在迁移机器时会影响调用方的路 由，导致线上故障
• 服务之间调用方式不统一，基于 httpclient 、 webservice ，接口协议不统一
• 服务监控不到位：除了依靠端口、进程的监控，调用的成功率、失败率、总耗时等等这些监 控指标是没有的

（3）SOA应用架构 

        在做了垂直划分以后，模块随之增多，维护的成本在也变高，一些通用的业务和模块重复的越来越多，为了解决上面提到的接口协议不统一、服务无法监控、服务的负载均衡，引入了阿里巴巴开源的 Dubbo ，一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架，它提供了三大核心能力：面向接口的远程方法调用，智能容错和负载均衡，以及服务自动注册和发现。

SOA (Service-Oriented Architecture)，即面向服务的架构。根据实际业务，把系统拆分成合适的、独立部署的模块，模块之间相互独立（通过Webservice/Dubbo等技术进行通信）。

优点：分布式、松耦合、扩展灵活、可重用。

缺点：服务抽取粒度较大、服务调用方和提供方耦合度较高（接口耦合度）

（4）微服务应用架构 

        微服务架构可以说是SOA架构的⼀种拓展，这种架构模式下它拆分粒度更小、服务更独立。把应用拆分成为⼀个个微小的服务，不同的服务可以使用不同的开发语言和存储，服务之间往往通过Restful等轻量级通信。微服务架构关键在于微小、独立、轻量级通信。

微服务是在 SOA 上做的升华粒度更加细致，微服务架构强调的⼀个重点是“业务需要彻底的组件化 和服务化”

微服务架构和SOA架构相似又不同 

        微服务架构和SOA架构很明显的一个区别就是服务拆分粒度的不同，但是对于拉勾的架构发展来说，我们所看到的SOA阶段其实服务拆分粒度相对来说已经比较细了，所以上述拉勾SOA到拉勾微服务，从服务拆分上来说变化并不大，只是引入了相对完整的新⼀代Spring Cloud微服务技术。自然，上述我们看到的都是拉勾架构演变的阶段结果，每⼀个阶段其实都经历了很多变化，拉勾的服务拆分其实也是走过了从粗到细，并非绝对的⼀步到位。

2、微服务架构体现的思想及优缺点

        微服务架构设计的核心思想就是“微”，拆分的粒度相对比较小，这样的话单⼀职责、开发的耦合度就会降低、微小的功能可以独立部署扩展、灵活性强，升级改造影响范围小。

微服务架构的优点: 微服务架构和微服务

• 微服务很小，便于特定业务功能的聚焦 A B C D
• 微服务很小，每个微服务都可以被一个小团队单独实施（开发、测试、部署上线、运维），团队合作一定程度解耦，便于实施敏捷开发
• 微服务很小，便于重用和模块之间的组装
• 微服务很独立，那么不同的微服务可以使用不同的语言开发，松耦合
• 微服务架构下，我们更容易引入新技术
• 微服务架构下，我们可以更好的实现DevOps开发运维一体化；

微服务架构的缺点：

• 微服务架构下，分布式复杂难以管理，当服务数量增加，管理将越加复杂；
• 微服务架构下，分布式链路跟踪难等；

3、微服务架构中的一些概念

（1）服务注册与服务发现

服务注册：

        服务提供者将所提供服务的信息（服务器IP和端口、服务访问协议等）注册/登记到注册中心

服务发现：

        服务消费者能够从注册中心获取到较为实时的服务列表，然后根究一定的策略选择一个服务访问

（2） 负载均衡

        负载均衡即将请求压力分配到多个服务器（应用服务器、数据库服务器等），以此来提高服务的性能、可靠性

（3） 熔断

        熔断即断路保护。微服务架构中，如果下游服务因访问压力过大而响应变慢或失败，上游服务为了保护系统整体可用性，可以暂时切断对下游服务的调用。这种牺牲局部，保全整体的措施就叫做熔断。

（4）链路追踪

        微服务架构越发流行，⼀个项目往往拆分成很多个服务，那么一次请求就需要涉及到很多个服务。不同的微服务可能是由不同的团队开发、可能使用不同的编程语言实现、整个项目也有可能部署在了很多服务器上（甚值百台、千台）横跨多个不同的数据中心。所谓链路追踪，就是对⼀次请求涉及的很多个服务链路进行日志记录、性能监控。

（5） API 网关

        微服务架构下，不同的微服务往往会有不同的访问地址，客户端可能需要调用多个服务的接口才能完成一个业务需求，如果让客户端直接与各个微服务通信可能出现：

• 客户端需要调用不同的url地址，增加了维护调用难度
• 在一定的场景下，也存在跨域请求的问题（前后端分离就会碰到跨域问题，原本我们在后端采用Cors就能解决，现在利用网关，那么就放在网关这层做好了）
• 每个微服务都需要进行单独的身份认证

        那么，API网关就可以较好的统⼀处理上述问题，API请求调用统一接入API网关层，由⽹关转发请求。API网关更专注在安全、路由、流量等问题的处理上（微服务团队专注于处理业务逻辑即可），它的功能比如：

• 统一接入（路由）
• 安全防护（统⼀鉴权，负责网关访问身份认证验证，与“访问认证中心”通信，实际认证业务逻辑交移“访问认证中心”处理）
• 黑白名单（实现通过IP地址控制禁止访问网关功能，控制访问）
• 协议适配（实现通信协议校验、适配转换的功能）
• 流量管控（限流）
• 长短链接支持
• 容错能力（负载均衡）