微服务如何划分、如何设计、核心框架
微服务如何划分?
基于业务复杂度来划分微服务,中、高复杂度选择领域驱动,低复杂度选择数据驱动。同时考虑团队对领域的熟悉程度,当然复杂度非常高时,及时不熟悉,也需要通过学习实践的方式掌握。个人倾向于领域驱动来做微服务的划分,特别是TOB的企业系统的复杂度都不低。
数据驱动是自下而上的架构设计方法,强调数据结构,也就是通过分析需求,确定整体数据结构,根据表之间的关系划分服务。具体步骤如下:通过领域专家分析需求,出原型,团队讨论到满意为止;抽象数据结构;划分服务;确定服务调用关系;业务流程验证(成本、性能等);持续优化。
领域驱动是自上而下的架构设计方法,通过与领域专家建立统一的语言,不断交流,确定关键业务场景,逐步确定边界上下文。具体步骤如下:通过模型和领域专家建立统一语言;业务分析,确定核心流程然后扩展到全部;寻找聚合,显示的定义领域模型的边界(事件风景);确定服务的调用关系;业务流程验证;持续优化;
单体到微服务:提供公共的基础服务(单点登录);垂直划分,不断从单体中抽象出服务;APIGateway承担太多职责,成为瓶颈,需要水平拆分(拆成详情页、下单等);
微服务的拆分原则:优先抽象通用服务;优先抽象比较容易识别的,边界比较明显的服务;优先抽象核心服务;优先抽象独立属性的服务;绞杀者模式逐渐替换老服务(需要考虑如何灰度发布、迁移数据、服务不中断等);
微服划分的反模式:根据代码行数划分(大服务也有正常合理的场景,不要额外增加复杂度);划分粒度越小越好(最好根据团队规模划分);一次性划分服务(先拆业务代码再拆数据库或业务代码或数据库同时拆,第一种可以过渡,最终还是第二种);服务拆分一旦完成,不能改变(重新划分或合并都是有可能的,以领域或团队为基本划分原则);先实施组件化,再实施微服务架构(优先领域垂直划分再抽象组件或基础服务进行水平划分);
微服务API设计原则?
核心原则:简单(正常思维);易懂(可读性,最好不需要文档);一致(统一规则);稳定(不要轻易改变,通过新增版本区分);安全(鉴权、限流、熔断、明示错误码);
服务间通信-RPC:影响RPC性能的有几个方面的因素:序列化(Thrift、Protobuf、Avro、Kryo、Jackson)、传输协议(HTTP、Socket、TCP、UDP)、连接(长连接、短连接)、IO模型(同步阻塞、同步非阻塞、多路复用、异步)。
服务间通信-Restful:架构包括协议、域名、版本、路径、方法、参数、编码、状态码;约束条件:单一职责、幂等性、无状态、客户端发起、原子性、易用、SLA。可以使用Swagger实现。
Http2:基于二进制协议,相比Http1.X文本协议,性能更高;多路复用,提高性能;Http1.X是开启Connection:keep-alive保持长连接,客户端请求服务端响应,一直给服务端发心跳,也不能用来推送,Http2引入了推送模式,即服务端向客户端发送数据,一次请求可以发送多次响应,但客户端缓存的情况下,可能存在性能问题,可以通过Server Hint来解决。
gRPC:HTTP2和Protobuf的结合,标准的通信,基于流模型处理,提升处理效率。相比于TCP的性能上还是有显著的差距。
微服务框架有哪些重要功能?
服务治理:服务的爆炸增长,比如成千上万时,如何管理?
容量规划:设计最大容量,洪峰策略,隔离关键服务,控制版本,对服务升级,优雅降级。
高效通信:需要实现高效的序列化、反序例化、以持并行、异步、非阻塞转换、支持多语言。
负载均衡:软硬件负载均衡、故障转移、流理切换。
框架示例:
Dubbo(Provider提供者、Consumer(消费者)、Registy(注册中心,服务的注册和发现)、Monitor(监控,调用次数和时间等));
Spring Cloud:Config(配置管理工具)、Netflix(Netflix微服务相关套件)、Cluster(选举算法服务)、Consul(服务注册中心)、ZooKeeper(服务注册中心)、Security(安全工具包)、Sleuth(匹配ELK的服务调用链跟踪)、Data Flow(数据处理)、Stream(适配Kafka消息中间件框架)、Task(定时任务框架)等等。
Zookeeper和Etcd服务发现组件:Etcd是一个高可用的键值存储系统,主要是用于共享配置和服务发现,Go语言编写,通过Raft一致性算法处理日志复制以保证强一致性。Zookeeper为大型分布式计算提供开源的分布式配置服务、同步服务、命名注册。Zookeeper不一定高可用,它是通过Paxo来保证一致性,也就是参议员投票机制。
微服务的部署策略:采取服务独享数据库的方式部署;服务独享虚拟机/容器,共享是比较传统的模式,包括一个物理机部署多个服务(进程级隔离)、一个虚拟机部署多个服务(进程级隔离)、一个系统容器(Docker等)部署多个服务(进程级隔离)、一个应用容器(apache、Tomcat)部署多个服务(非进程级隔离),共享节省资源,隔离性差,服务共享虚拟机/容器是指一个虚拟机或容器中只部署一个服务,优点是隔离性好,生成一个镜像部署容易,发布快,缺点是资源利用率不高。