微服务应该怎样服务后端业务系统?
“微服务化一词近来热度十足,是人云亦云还是确有两把刷子,本文从三个部分为您详解微服务化改造。分布式和微服务的关系1业务系统:看似简单实则复杂
业务系统是任何一个用户产品的必须组成,充当着一个门面的角,用户的输入就是这个系统需要维护的,数据存取是整个系统的核心。例如,广告业务系统的输入是广告主的投放约束、定向条件,微博业务系统的输入是短文字、图片等。
在应用发展初期或者规模不大的情况下,有非常简单的实现方案,LNMP、JSP、PyWeb都是你能随口说出来的词,如果用某种架构方式来描述,那就可以称做单体模式(Monolithic,Martin Flower大神所提出的,后面还会介绍),而这些技术都是单体模式的成熟解决方案,它们可以使你工作在“应用层”的最顶端,各种中间件、框架能让你省心地干好业务,开发人员可以通过“模块化”的手段来管理业务系统的复杂度,使他们之间解耦、复用。简单来说,这个单体就是如下这种层次划分。
看起来很简单,对吧。诚然,业务系统在这里面还需要做很多,比如缓存、SQL优化、数据
分区、系统安全工作,当然还有对于代码的维护和重构。这种工作方式可以很好的工作几年、甚至十年,但是如果业务发展非常快,在系统复杂度、业务规模、参与人数、代码腐化程度都不断上升的情况下,你会发现整个项目正陷于泥潭,PM/RD/QA/OP经常抱怨:
“改个小功能,怎么要拉这么多模块?”
“拉模块也就罢了,改的地方多,编译太慢了。”
“慢也就算了,关键不知道怎么改,这代码太丑陋了,算了,为了满足PM的排期需要,凑合来吧。”
“凑合来了,QA发现bug,返工再返工,延期再延期。”
“上线了,oh my god,报case了,性能有问题,原来是依赖的模块访问数据库用了for循环select。”
透过现象看本质,我总结就这三点问题:
1、业务逻辑复杂耦合,开发维护成本高
系统复杂度、规模、参与人数都和腐化程度成正比,单纯的靠模块化,后期来看会存在个别模块成为”大怪物“,臃肿不堪,粒度过粗,难以复用。
2、交付效率和质量低
在敏捷和持续集成方法论、实践大行其道的现今,迭代的按期交付率、单测覆盖率都不尽如人意,线上问题频发。
3、非功能需求不达标
非功能需求指标特指性能、可用性、可扩展性等方面,代码的腐化和缺少维护、重构,以及没有代码洁癖的人污染下,必然导致性能逐渐下降,甚至出现不同资源竞争的短板效应,造成整个系统crash,同时一个大怪物的伸缩性较差,不能随意横向扩展某个细分功能点。
我想任何人做架构都需要秉承“业务需求决定技术演化路线”的思路,那么这些暴露出来的现状和问题都驱动系统去转型,在系统和人之间到一种最佳的合作模式,匹配已有的生产力和生成关系。正如软件开发学泰斗Kent Beck所说的:
“Design is there to enable you to keep changing the software easily in the long term” ,即“变化发生时设计被破坏的程度”。
放眼业界,面对复杂的、大规模的、多人协作完成的业务系统,如何管理好这个复杂度,有很多方法,模块化、OSGI、传统服务化SOA等等,当今最佳实践的趋势还是服务化,而微服务是最近火热起来的概念,有些人肯定觉得这不就是炒作嘛,但是不管黑猫白猫能抓耗子就是好猫,所以解决问题是重点,不要刻意去批评一些名字,那么本文要重点介绍的就是——如何做微服务化转型和改造。
在接下来讲之前,要重点声明,本文并不是推崇服务化,不鼓励单体模式,相反而是相当肯定和支持单体模式,它模块依赖简单、一个发布包、部署于一个容器都使得构建应用非常的简单,在体量还不大的情况下,首先应该解决的是搭建好一套绝对稳定的基于模块化的平台,待体量逐渐长大,再去根据实际需要进行拆分,团队也随之变化(facebook的单体持续了非常长的时间,一是人员素质高,二就是基础平台建设的非常好)。再下个阶段体量大到饱受单体模式之苦,也应该先建设平台化服务,建设好之后,先按照大的粒度进行拆分,逐步再微服务化,否则,直接上服务化、甚至下面要说的微服务都是非常危险的,鲜有成功案例。
2微服务改造
做改造一般要经历三个步骤:
第一、技术选型决策
第二、架构设计规划
第三、落地实施应用。
下面依次展开三个部分,重点介绍前两个步骤,有了这两个,落地应用也就顺水推舟的好做了。
一、技术选型决策
1.选择微服务化方式
选择服务化,众所周知就是SOA嘛,这是一种架构风格,重点在原则、理念、方法论等高思维层次上,对于工具、框架、解决方案没有做强制限制,ESB、websercie(基于WSDL
和SOAP/BPEL)这两种是企业中流行的,也是过去一直引领SOA的技术领头羊,但是随着互联网应用的发展,在敏捷快速迭代、高可用、高性能、高并发等方面要求越来越高,传统的SOA并不适合这种场景。那么,现在的互联网流行的实现方式是什么呢?一种最佳的实践方式就是微服务化(Micro Service)。
微服务就是一种SOA的实现方式而已,更加侧重于在服务的细分演化,是指引服务的具体落地方案层面的一种实践方式。过去很多互联网公司在实践,你可以把淘宝的dubbo、HSF,navi-rpc服务化框架看做比传统SOA更适用、更贴近微服务化实现的服务化框架,依赖这些框架可以方便的做服务化。这个趋势被Martin Flower大神所发现,并且提出了,你们这些不都是在做“微服务”嘛。
Martin对微服务这个术语(terminology)的解释是:
In short, the microservice architectural style is an approach to developing a single application as a suite of small services, each running in its own process and communicating with lightweight mechanisms, often an HTTP resource API. These services are built around business capabilities and independently deployable by fully auto
mated deployment machinery. There is a bare minimum of centralized management of these services, which may be written in different programming languages and use different data storage technologies.
简而言之,微服务化就是以一系列小的服务来开发支撑一个应用的方法论,服务独立在自己的进程中,通过轻量级通信机制交互(通常是走HTTP协议)。这些服务是围绕着业务上的组织结构来构建的,全自动的、独立部署。几乎看不到中心化的服务管理基础设施,可以使用不同的编程语言和数据存储技术来实现不同的服务。
在简单的一种理解来自于一本书《Building Microservices》(Sam Newman, O’Reilly Media),Microservices are small,autonomous services that work together. 微服务化就是一堆小而自治的服务,让他们一起工作起来。
相比于传统的SOA,Martin的总结特点可以参考他的博客还有视频,一共是9个特点,这里不想赘述,而是说说我个人的理解,微服务化的特点在于:
1、模块即服务
微服务中的组件在逻辑或者物理层次更趋于细分,这个细分不是极致的,而是一种粒度适中的选择,通常这些组件在前期可以是一些模块,但是当需要时,例如业务上需要拆分独立,或者非功能需求上需要扩容等,都可以灵活的拆解出来。
这个特点非常重要,因为业务系统中模块化实践,随着软件规模的变大,很容易绕过障碍而使得不同模块耦合、依赖关系复杂,这种纪律性很难保证,从而削弱模块化的结构、降低了团队的生产力(敏捷开发和持续交付越来越难做,部署起来太庞大了大家的开发士气不高,而且痛苦),很快的这个模块就会变成一个大杂烩,而服务可以做到天然的壁垒,仅仅通过交换契约(通常是API或者proto)来做交互,这是一个演化的过程,不仅有利于分而治之,到达复用的目的,同时老系统也可以灰度的改造剥离。
2、独立自治
这意味着服务是独立开发,独立测试,独立发布,独立部署,独立运维的,某个细分团队负责整个生命周期管理,这就是“康威定律”的通俗解释,官方解释是“一个组织的设计成果,其结构往往对应于这个组织中的沟通结构”,服务的规划不就是多人、跨团队协作的沟通模式嘛。好处在于摒弃原来的火车模型(所有模块一起发布部署),拥抱独立快跑,这
也更好的支持了敏捷和持续集成的方法实践。

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