SpringBoot + Kubernetes云原生微服务实践 - (2) 系统架构设计和技术栈选型

系统架构设计和技术栈选型

为何采用微服务架构

1. 观点1：单块优先，再逐块解耦拆分

2. 观点2：微服务优先，因微服务技术已逐渐成熟：灵活性、易扩展

架构设计和技术栈选型

1. 总体架构设计

2. Skywalking依赖监控图

3. 架构设计思想

   • 分而治之
   • 单一职责
   • 关注分离

4. 技术栈选型

   • 微服务：Spring/Rest
   • 数据访问：Spring Data JPA
   • 数据库：MySQL
   • WWW服务：Spring MVC + Thymeleaf模版引擎
   • Faraday网关：Spring + Servlet Filter
   • SPA单页应用：React.js + Redux
   • 支持一键部署到本地Docker Compose环境
   • 支持一键部署到Kubernetes容器云环境

5. SaaS多租户设计

数据和接口模型设计

1. 账户服务

   • 账户数据模型
   • 账户接口模型

2. 公司服务

   • 公司数据模型
   • 实体关系ER图
   • 公司Company服务接口模型
   • 公司管理员Admin服务接口模型
   • 员工目录Directory服务接口模型
   • 团队Team服务接口模型
   • 雇员Worker服务接口模型
   • 任务Job服务接口模型
   • 班次Shift服务接口模型

Dubbo、Spring Cloud和K8s如何选型

1. 微服务公共关注点Common Concerns

   • DevOps开发者体验
   • 微服务

     • 配置管理

       可变参数配置，如启动期配置数据库连接字符串、运行期动态配置缓存过期时间等

     • 服务发现和LB
     • 弹性和容错

     • API管理

       通过API网关对外暴露API，需支持反向路由、安全鉴权、日志监控、限流容错等基本功能，高级网关还需支持AB测试、蓝绿、灰度测试等高级功能

     • 服务安全

       访问微服务需要认证，对敏感服务还需鉴权，服务间调用也需要权限管控

     • 日志监控

       集中采集、存储和分析，进一步分析微服务性能和用户行为

     • Metrics监控

       对服务的调用链、延迟、错误数等等进行监控

     • 调用链监控

       掌握服务间依赖关系、性能

     • 调度和发布

       容器云环境，支持容器的资源调度和发布，高级需支持滚动发布、蓝绿发布

     • 自愈和自动伸缩
   • IaaS (操作系统、虚拟化、硬件/网络/存储)

2. Dubbo、Spring Cloud和K8s横向对比

   	Dubbo	Spring Cloud	K8s
   服务发现和LB	ZK/Nacos + Client	Eureka + Ribbon	Service
   API网关	未开源	Zuul	Ingress
   配置管理	Diamond/Nacos	SpringCloud Config	ConfigMaps/Secrets
   容错限流	Sentinel	Hystrix	HealthCheck/Probe/ServiceMesh
   日志监控	ELK	ELK	EFK
   Metrics监控	Dubbo Admin/Monitor	Actuator/MicroMeter+Promethues	Heapster+Prometheus
   调用链监控	NA	SpringCloud Sleuth/Zipkin	Jaeger/Zipkin
   应用打包	Jar/War	Uber Jar/War	Docker Image/Helm
   服务框架	Dubbo RPC	Spring REST	框架无关
   发布和调度	NA	NA	Scheduler
   自动伸缩和自愈	NA	NA	Scheduler/AutoScaler
   进程隔离	NA	NA	Docker/Pod
   环境管理	NA	NA	Namespace/Authorization
   资源配额	NA	NA	CPU/Mem Limit,Namespace Quotas
   流量治理	ZK+Client	NA	ServiceMesh

3. 优劣对比

   	Dubbo	Spring Cloud	K8s
   亮点	阿里背书 成熟稳定 RPC高性能 流量治理	Netflix/Pivotal背书 社区活跃 开发体验好 抽象组件化好	谷歌背书 平台抽象 全面覆盖微服务关注点 语言栈无关 社区活跃
   不足	技术较老 耦合性高 JVM only 国外社区小	JVM only 运行耗资源	偏DevOps和运维 重量复杂 技术门槛高

4. 实践建议

   • 理解微服务关注点，根据企业上下文综合考量
   • 尽量不要混搭，保持体系一致性
   • 推荐K8s + Spring Boot
   • K8s技术门槛和运维成本高，对于中小公司，不建议自建K8s集群，而是采用公有云的K8s，如阿里云的K8s，将K8s的运维外包给公有云

技术中台到底讲什么

1. 阿里巴巴中台体系

   • 业务前台
     • 淘宝
     • 天猫
     • PC
     • ...
   • 业务中台：共享业务服务层
     • 用户中心
     • 商品中心
     • 交易中心
     • ...
   • 技术中台
     • PaaS：技术平台服务，中间件技术、大数据和研发平台
     • IaaS：基础设施服务，服务器、机房和互联网数据中心

2. eBay中台架构

   • customer experience
   • application platform services
   • technology platform
   • operations infrastructure layer

3. 拍拍贷中台架构

   • 业务前台
     • 应用：主站、借款、曹操贷、城市贷
     • 渠道：第三方接入
   • 业务中台
     • 核心业务层：用户、资金、借入、借出、风控、催收...
   • 技术中台
     • 大数据、商业智能：BigDATA、AI
     • 基础框架：应用监控、持续交付、中间件、后台服务、容器云
     • Infras：计算、存储、网络、监控、安全、IDC