随着互联⽹的发展,⽤户群体逐渐扩⼤,⽹站的流量成倍增⻓,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。下⾯我们就以某招聘⽹站的架构演进为例,从最开始的单体架构分析,⼀步步的到现在的微服务架构。
在诞生之初,网站的用户量,数据量规模都比较小,项目所有 功能放在一个工程编码,编译,打包并部署在一个tomcat容器启动。这样的架构,简单实用,便于维护,成本又低,成为那个时代主流架构方式。
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
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
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网站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,第⼆个是研发团队的壮⼤后为了提⾼效率,减少之间的依赖。
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
系统间相互独⽴,互不影响,新的业务迭代时更加⾼效
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
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)。
分布式、松耦合、扩展灵活、可重⽤。
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)
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架构很明显的⼀个区别就是服务拆分粒度的不同,上述我们看到的是一个网站架构演变的阶段结果,每⼀个阶段其实都经历了很多变化,服务拆分从粗到细,并⾮绝对的⼀步到位。
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;
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
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
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。
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(甚⾄百台、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
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:
1)客户端需要调⽤不同的url地址,增加了维护调⽤难度
2)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)
3)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
1)统⼀接⼊(路由)
2)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)
3)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)
3)协议适配(实现通信协议校验、适配转换的功能)
4)流量管控(限流)
5)⻓短链接⽀持
6)容错能⼒(负载均衡)