微服务设计-读书笔记

一:微服务概念

1、微服务的产生

随着领域驱动开发、持续交付、按需虚拟化、基础设施自动化、容器技术、小型自治团队、大型集群系统等等实践的过程中,发现细粒度的服务架构可用提交交付速度,并且有更多的机会尝试新技术。微服务在技术决策上给予更大的自由度,更快递响应未知或者不可避免的变化。

2、微服务的概念

微服务是小而自治的服务。小是只专注做好一件事,粒度和业务边界匹配。自治是自我治理,服务方和消费方解耦。修改一个微服务并且对其进行部署,并不影响其他的服务。

3、微服务的优点

1)技术的异构性:一个公司系统可能用不同的技术栈解决不同的应用场景,服务提供的API的支持不同的技术调用就很重要

2)弹性:服务边界就是舱壁。单块系统中,如果服务不可用,那么所有功能都不可用。微服务中一个组件不可用,并不导致级连故障。微服务善于处理不可用和功能降级问题。

3)扩展:单块系统只能一个整体进行扩展,一小部分存在性能问题,也需要整体惊醒扩张。微服务因为是细粒度的,所以容易扩展。

4)简化部署:单块系统修改小部分代码、也需要整体应用程序发布变更,导致风险很高。微服务架构中,各个服务部署都是独立的。

5)与组织结构相匹配:微服务架构可以的与组织结构匹配,从而提高团队的生产力。

6)可组合性:单纯的PC时代已过去,微服务架构中,提供接口给各个端使用,可组合成各个服务想要的功能。

7)可替代性风险低:在单体遗留系统中,需要替换工作量大,风险很高。微服务因为小而自治,可以简单并且小风险的替换或重写。

4、微服务与SOA的关系

微服务架架构师面向服务架构(SOA)的一种特定实现

5、微服务不是银弹

微服务需要面对所有分布式系统所面对复杂性,比如面对部署、测试、监控和扩展等工作。微服务是否适合你,需与公司的组织、系统等很多因素有关。如果组织是中心化、集中化管理的可能不适合使用微服务。


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二:微服务建模

1、什么样的服务是好服务

1)低耦合:一个修改不影响另一个服务,一个服务尽可能少的知道与之协作的相关服务的信息2)高内聚:相关的行为聚集在一起,找到问题域的边界确保相关行为聚集。

2、限界上下文

限界上下文包括两部分内容,一部分需要与外部通讯,另一部分不需要和外部通讯。上下文必须都要有明确的接口,接口决定暴露哪些模型给其他的上下文。想要从一个限界上下文中获取信息,需使用模型和他的对外通讯的边界进行通讯。

1)共享的隐藏模型

同一个名字在不同的上下文中有完全不同的含义。比如退货,在客户上下文中,意味着寄送包裹,退款等、在仓库上下文中,退货是一个即将到来的包裹,重新入库等。所以库存是共享的模型,不能完全暴露或者盲目的暴露出去。

2)模块和服务
模块:同一进程内可以使用模块减少彼此之间的耦合。发现领域内部的限界上下文,一定要对模块对其进行建模,同时使用共享和隐藏模型。服务:模块成为转为微服务的候选。模块上下文越清晰,转为微服务成了可能,最终服务边界和领域上下文保持一致。

3)过早的划分
过早的进行服务划分,发展一段时间后,服务的边界上下文可能和之前有所不同,导致很多跨服务的修改代价高,导致合并成单块系统的风险。面度新的领域时,很多时候将一个已有的系统划分成微服务,要比从头开始构建微服务简单的多。

4、业务建模

1)方法:当你在思考业务的上下文时,不应该从数据共享的角度考虑,而应该从这些上下文提供的功能来考虑。这些功能操作提供给其他业务。
2)沟通:在组织内,不仅仅共享上下文的概念,还应该统一和共享术语和想法。

5、划分上下文

1)划分方法:一开始识别粗粒度的限界上下文、这些粗粒度的上下文可能包括一些套嵌的限界上下文,这些套嵌的上下文不直接对外可见。
2)暴露原则:使用粗粒度上下文还是套嵌上下文暴露服务,哪个更合理,应该有组织结构来决定的。

6)技术边界

技术边界有显示层、业务层和数据层,微服务可以按照技术边界搭建技术架构。搭建这个架构之前需按照业务进行垂直划分。


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三、微服务集成

微服务的集成做到好,可以保持自治性、可以独立发布修改和发布。

1、集成原则

1)避免破坏性修改
服务的一些修改不能导致该服务的消费方发生改变。
2)保证API与技术的无关性
3)保证API的易用性
4)隐藏内部实现细节

2、同步与异步

同步:调用方发起远程服务调用后,调用方阻塞自己并且等待服务方的返回。
异步:调用方不需要等待服务方返回,甚至可能不关心这个操作完成与否。

3、编排与协同

编排:同步调用一组服务,等待各个服务的返回结果。优点知道业务流程中每一步跨服务调用结果,缺点容易承担太多的调用,太耗时,导致调用方的不稳定性。
协同:异步调用一组服务或服务调用加入队列中,降低服务之间的耦合度,带来的额外工作业务流程跨服务的监控,不过可通过消费方处理完成后,回调服务方告知处理结果。

4、版本管理

1)尽可能推迟破坏性修改
宽进严出的原则
2)尽早发现破坏性的修改
按照契约,通过测试及早发现是服务方还是消费方破坏性的修改
3)不同的接口版本共存
最好共存两个版本


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四、微服务规模化

1、故障无所不在
网络是不可靠,只能尽力限制引起故障的因数,达到一定规模后,故障不可避免。

2、跨功能需求
服务吞吐量、可用性和数据持久性等这些需求需要持续测量,并保证服务满足可接受的目标。

3、功能降级
构建弹性系统,因微服务功能分散,在有可能down机的微服务上,能够安全的降级以保证弹性

4、反服务脆弱
为了不会引起严重级联影响,需要正确的设置超时、实现舱壁隔离或断路层等以避免在第一时间调用一个不健康的服务。

1)超时
设置超时时间对于调用下游服务十分重要,超时时间设置太长有可能把下游系统拖慢,设置太短可能下游服务未处理完成。最好设置一个默认的超时时间,当超时发生时后,记录到日志里看看发生了什么,并且做响应的调整。
2)断路器
使用断路器,当请求下游服务发生一定数量的失败后,短路器打开,接下来的请求快速失败。一断时间后,查看下游服务是否已服务,重置断路器。
3)舱壁
未每个下游服务建立单独的连接池。超时和断路器资源受限时释放资源,舱壁第一时间确保它不成为限制。还有一个拒绝请求的舱壁,用以避免资源饱和,称之为减载。
4)隔离
当下游服务离线,上游服务不受影响。设置成为服务间隔离。

5、幂等

幂等操作,多次执行所产生的影响,均与一次执行影响相同。可以把某些特定业务操作设计成幂等的,比如客户下单送积分。

6、扩展

增加负载、减少延迟。

1)更强大的主机:垂直扩展,更好的机器。
2)拆分负载:按业务拆分成不同的微服务
3)分散风险:数据跨机房,异地备份等
4)负载均衡:避免服务单点故障
5)作业分离:Job独立服务执行
6)重新设计:一般设计系统需要考虑10倍容量增长。重新设计系统应对规模化,是成功的标志。

7、扩展数据库

1)服务的可用性
2)服务的持久性:多副本
3)读取数据扩展:读写分离
4)写操作扩展:分表分库
5)共享数据库设施:容易形成单点故障
6)CQRS:命令查询职责分离

8、缓存

通过存储之前的操作结果,以便后续请求使用这个结果,而无需花重新计算或查询。
1)客户端缓存
客户端缓存获取的结果,客户端决定何时获取新副本。一般是有下游服务提供缓冲的过期时间。客户端缓存可以减少网络调用次数,并且减少下游服务负载的最快方法之一,客户端缓存数据,让数据失效需要做额外的工作。
2)服务端缓存
服务端来负责处理缓存,容易跟踪和优化缓存的命中率。
3)代理服务器缓存
缓存在服务的和客户端之间,比如方向代理或CDN等。对一切客户端和服务端不透明
4)HTTP缓存
5)为写使用缓存
先写入本地缓存,之后某个时刻将数据写入下游的,可能更规范化的数据源中。
6)为弹性使用缓存
下游服务不可用,客户端可以缓存可能失效的数据。
7)隐藏源服务
保护源服务,不直接暴露源服务。如果缓存不命中,立即失败,异步重建缓存。
8)保持简单
避免太多地方使用缓存,缓存越多,数据越可能失效,就越难保证数据的新鲜程度。

9、自动伸缩

响应型伸缩、预测型伸缩

10、CAP定理

在分布式系统中有三方面需要彼此权衡:一致性、可用性和分区容忍性。这个定理告之我们最多只能能保证三个中的两个。CA系统在分布式系统中根本不存在。

11、服务发现

1)DNS
2)动态服务注册:zookeeper、redis、consul

12、文档

接口文档的重要性


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五、微服务总结

什么时候你不应该使用微服务
越不了解一个领域,为服务找到合适的限界上下文就越难,边界清晰稳定后,再进行拆分。


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