Net分布式系统之五：微服务架构
分布式和微服务的关系
因⼯作较忙，抽时间将框架遇到的问题和框架升级设计进⾏记录。
⼀、背景&问题
  之前框架是⼀个基于SOA思想设计的分布式框架。各应⽤通过服务⽅式提供使⽤，服务之间通信是RPC⽅式调⽤，具体实现基于.NET 的WCF通信平台。框架存在如下2个问题：
1、⾼并发处理能⼒不⾜。⼀当⾼并发请求，可能出现多个服务待定处理，导致整个系统出现瓶颈。
2、随着移动端⼴泛应⽤，服务不能灵活⽀持APP应⽤。
3、系统持续集成部署过于繁琐，遇到问题不好定位。
基于以上存在问题升级框架，结合当前主流的架构思想，将系统进⾏服务化思维，就是“微服务架构”。
⼆、微服务架构
  微服务架构（Microservices Architecture）是将系统拆分为多个服务，俗称为应⽤服务。应⽤服务实现单⼀、具体的业务应⽤功能，⽀持独⽴部署维护，多个应⽤服务构建成系统。应⽤服务之间通过轻量级
通信框架进⾏，并且⽀持应⽤服务⽤不同技术或者平台实现。微服务架构是SOA架构设计思想另⼀种实现⽅式。微服务架构有如下特点：
　1、微服务架构好处
  （1）横向扩展应⽤服务提升系统并发处理能⼒
  （2）应⽤服务独⽴部署维护，有利于迭代开发升级持续部署
  （3）架构灵活⽀持多种技术实现
  （4）有利于应⽤服务实现⾼可⽤性
　2、微服务架构不⾜
  （1）对系统设计有⼀定要求，尤其是拆分技术应⽤服务接⼝
  （2）导致系统实现复杂度的提⾼
  （3）需要确保系统数据⼀致性机制
  （4）导致系统维护要求和成本提⾼
  系统是否需要采⽤微服务架构进⾏构建是由项⽬需求决定。采⽤微服务架构进⾏设计构建系统，对团队成员能⼒⽐传统要求⾼，尤其是设计能⼒。
三、框架设计原则
  1、可扩展：⽀持不修改系统功能，按需扩展服务器资源。
  2、⾼可⽤：⽀持分布式部署双机热备机制，满⾜系统⾼可⽤性的要求。
  3、⾼并发：⽀持快捷扩张应⽤服务处理能⼒，提升系统处理能⼒，满⾜并发请求。
  4、安全性：访问安全通过统⼀认证访问；信息安全通过加解密、签名传输；⽹络安全通过⽹络隔离及防⽕墙；数据安全通过定时备份及⾼容错能⼒。
  5、⼀致性：采⽤数据最终⼀致性策略。
四、框架总体设计
图1- 系统架构⽰意图
  如图所⽰，系统架构基于SOA架构设计思想，并且采⽤微服务架构⽅式进⾏设计和构建。将系统呈现
和数据进⾏分离。系统呈现基于⽹页进⾏实现，⽀持多种前端UI框架整合及⾃定义开发；数据由应⽤服务提供，统⼀通过“⽹关API”提供使⽤。架构⽀持通过⽹络层、应⽤层的负载均衡中间件等，实现⾼可⽤和并发处理能⼒。架构将⼀些基础公共功能抽离构建成中间件。
  1、⽹关API：应⽤服务通过⽹关API统⼀对外提供服务。⽹关API基于http协议、以restful⽅式提供统⼀服务接⼝，约定接⼝通信协议，⽀持系统呈现的功能，以轻量级的通信⽅式，满⾜不同客户端。⽹关API实现统⼀数据访问权限控制、路由应⽤服务、限流等功能。
  2、消息平台：负责应⽤服务之间更新同步信息，将原有系统架构分布式事务调⽤更新信息的⽅式，调整为通过消息异步发布/订阅处理，保证数据最终⼀致性，应⽤服务之间降低耦合度和强依赖关系。⾼并发能⼒下，取得缓存作⽤。
  3、服务注册监控中⼼：负责应⽤服务注册发布登记，同时监控应⽤服务接⼝运⾏情况，⽀持动态控制应⽤服务接收请求，实现“去中⼼化”服务控制。组件实现服务注册登记、监控等功能。
  4、认证中⼼：负责架构访问统⼀⾝份认证。通过⽤户⼝令和权限进⾏控制访问。结合“⽹关API”实现安全访问、限流等功能，同时实现页⾯管理功能。
  5、⽇志管理系统：负责记录系统⽇志，提供服务接⼝和组件，业务代码通过异步⽅式将⽇志信息传输到“消息平台”，⽇志管理系统订阅“消息平台”的⽇志信息进⾏处理存储。同时提供⽇志管理功能
  6、缓存中⼼：基于Redis分布式内存数据库，搭建架构统⼀缓存中⼼，提供统⼀缓存服务。
五、软件架构设计
图2- 软件架构⽰意图
  如图所⽰，系统架构以微服务架构⽅式进⾏开发，从切⾯观察每个应⽤服务进⾏垂直独⽴开发，根据职责划分层次，从上⽽下分为四个层次，分别为Web层、服务接⼝层、业务逻辑层及数据访问层。Web层主要负责系统功能呈现表达，直接⾯对⽤户；服务接⼝层主要负责提供标准化服务接⼝，与呈现层对接；业务逻辑层主要实现应⽤业务逻辑，是应⽤服务核⼼部分；数据访问层负责数据持久化，⽀持业务逻辑层。各层次之间通过接⼝进⾏隔离，有利于后续维护扩展，减低依赖和影响。
  应⽤服务完成开发后进⾏集成部署。Web层将根据约定集成到Web应⽤容器，其余层次构建为应⽤服务进⾏部署，并将服务接⼝进⾏注册登记发布使⽤。
六、结语
  基础架构⼤致设计就这样，还需要考虑实施部署，可以考虑云平台弹性资源，再结合docker容器技术。
  后续再逐步介绍相关基础组件设计及实现原理。技术框架重于解决问题，设计依赖需求，需求来源实际业务场景。

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