微服务(二)

监控-发现故障的征兆:
在高并发分布式的场景下,故障经常是突然间就雪崩式爆发。所以必须建立完善的监控体系,尽可能发现故障的征兆。
微服务架构中组件繁多,各个组件所需要监控的指标不同。比如Redis缓存一般监控占用内存值、网络流量,数据库监控连接数、磁盘空间,业务服务监控并发数、响应延迟、错误率等。因此如果做一个大而全的监控系统来监控各个组件是不大现实的,而且扩展性会很差。一般的做法是让各个组件提供报告自己当前状态的接口(metrics接口),这个接口输出的数据格式应该是一致的。然后部署一个指标采集器组件,定时从这些接口获取并保持组件状态,同时提供查询服务。最后还需要一个UI,从指标采集器查询各项指标,绘制监控界面或者根据阈值发出告警。
定位问题-链路跟踪:
在微服务架构下,一个用户的请求往往涉及多个内部服务调用。为了方便定位问题,需要能够记录每个用户请求时,微服务内部产生了多少服务调用,及其调用关系。这个叫做链路跟踪。

  • traceId:traceId标识一个用户请求的调用链路。具有相同traceId的调用属于同一条链路。
    spanId:标识一次服务调用的ID,即链路跟踪的节点ID。 parentId:父节点的spanId。 requestTime &
    responseTime:请求时间和响应时间。

分析问题-日志分析:
日志分析组件应该在微服务兴起之前就被广泛使用了。即使单体应用架构,当访问数变大、或服务器规模增多时,日志文件的大小会膨胀到难以用文本编辑器进行访问,更糟的是它们分散在多台服务器上面。排查一个问题,需要登录到各台服务器去获取日志文件,一个一个地查找(而且打开、查找都很慢)想要的日志信息。
因此,在应用规模变大时,我们需要一个日志的“搜索引擎”。以便于能准确的找到想要的日志。另外,数据源一侧还需要收集日志的组件和展示结果的UI组件:ELK是Elasticsearch、Logstash和Kibana三个组件的缩写。

  • Elasticsearch:搜索引擎,同时也是日志的存储。
    Logstash:日志采集器,它接收日志输入,对日志进行一些预处理,然后输出到Elasticsearch。
    Kibana:UI组件,通过Elasticsearch的API查找数据并展示给用户。
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网关-权限控制,服务管理 :
拆分成微服务后,出现大量的服务,大量的接口,使得整个调用关系乱糟糟的。经常在开发过程中,写着写着,忽然想不起某个数据应该调用哪个服务。或者写歪了,调用了不该调用的服务,本来一个只读的功能结果修改了数据……
为了应对这些情况,微服务的调用需要一个把关的东西,也就是网关。在调用者和被调用者中间加一层网关,每次调用时进行权限校验。另外,网关也可以作为一个提供服务接口文档的平台。
使用网关有一个问题就是要决定在多大粒度上使用:最粗粒度的方案是整个微服务一个网关,微服务外部通过网关访问微服务,微服务内部则直接调用;最细粒度则是所有调用,不管是微服务内部调用或者来自外部的调用,都必须通过网关。折中的方案是按照业务领域将微服务分成几个区,区内直接调用,区间通过网关调用。

服务注册于发现-动态扩容
前面的组件,都是旨在降低故障发生的可能性。然而故障总是会发生的,所以另一个需要研究的是如何降低故障产生的影响。
最粗暴的(也是最常用的)故障处理策略就是冗余。一般来说,一个服务都会部署多个实例,这样一来能够分担压力提高性能,二来即使一个实例挂了其他实例还能响应。
冗余的一个问题是使用几个冗余?这个问题在时间轴上并没有一个切确的答案。根据服务功能、时间段的不同,需要不同数量的实例。比如在平日里,可能4个实例已经够用;而在促销活动时,流量大增,可能需要40个实例。因此冗余数量并不是一个固定的值,而是根据需要实时调整的。
解决这个问题的方案是服务自动注册与发现。首先,需要部署一个服务发现服务,它提供所有已注册服务的地址信息的服务。DNS也算是一种服务发现服务。然后各个应用服务在启动时自动将自己注册到服务发现服务上。并且应用服务启动后会实时(定期)从服务发现服务同步各个应用服务的地址列表到本地。服务发现服务也会定期检查应用服务的健康状态,去掉不健康的实例地址。这样新增实例时只需要部署新实例,实例下线时直接关停服务即可,服务发现会自动检查服务实例的增减。
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熔断、服务降级、限流:
熔断:
当一个服务因为各种原因停止响应时,调用方通常会等待一段时间,然后超时或者收到错误返回。如果调用链路比较长,可能会导致请求堆积,整条链路占用大量资源一直在等待下游响应。所以当多次访问一个服务失败时,应熔断,标记该服务已停止工作,直接返回错误。直至该服务恢复正常后再重新建立连接。

服务降级:
当下游服务停止工作后,如果该服务并非核心业务,则上游服务应该降级,以保证核心业务不中断。比如网上超市下单界面有一个推荐商品凑单的功能,当推荐模块挂了后,下单功能不能一起挂掉,只需要暂时关闭推荐功能即可。
微服务(二)_第3张图片
限流:
一个服务挂掉后,上游服务或者用户一般会习惯性地重试访问。这导致一旦服务恢复正常,很可能因为瞬间网络流量过大又立刻挂掉,在棺材里重复着仰卧起坐。因此服务需要能够自我保护——限流。限流策略有很多,最简单的比如当单位时间内请求数过多时,丢弃多余的请求。另外,也可以考虑分区限流。仅拒绝来自产生大量请求的服务的请求。例如商品服务和订单服务都需要访问促销服务,商品服务由于代码问题发起了大量请求,促销服务则只限制来自商品服务的请求,来自订单服务的请求则正常响应。
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测试:

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