Springboot的重新学习

本文借助于http://martinfowler.com/articles/microservices.html这篇博客的大部分,但有一小部分是我觉得他翻译的不通顺的或者是我自己的理解。本文仅作笔记,如果侵权一定删除

新名词:服务网格

什么是微服务?

中文:https://www.cnblogs.com/liuning8023/p/4493156.html

英文:http://martinfowler.com/articles/microservices.html

“微服务架构(Microservice Architecture)”

围绕业务能力的组织、自动部署(automated deployment)、端智能(intelligence in the endpoints)、语言和数据的分散控制,却有着某种共同的特征。

微服务是一种软件架构风格

把一个单独的应用程序开发为一套小服务,每个小服务运行在自己的进程中,并使用轻量级机制通信,通常是 HTTP API。

围绕业务能力来构建,并通过完全自动化部署机制来独立部署。这些服务使用不同的编程语言书写,以及不同数据存储技术,并保持最低限度的集中式管理。

微服务


“微服务架构(Microservice Architecture)”一词在过去几年里广泛的传播,它用于描述一种设计应用程序的特别方式,作为一套独立可部署的服务。目前,这种架构方式还没有准确的定义,但是在围绕业务能力的组织、自动部署(automated deployment)、端智能(intelligence in the endpoints)、语言和数据的分散控制,却有着某种共同的特征。

“微服务(Microservices)”——只不过在满大街充斥的软件架构中的一新名词而已。尽管我们非常鄙视这样的东西,但是这玩意所描述的软件风格,越来越引起我们的注意。在过去几年里,我们发现越来越多的项目开始使用这种风格,以至于我们身边的同事在构建企业级应用时,把它理所当然的认为这是一种默认开发形式。然而,很不幸,微服务风格是什么,应该怎么开发,关于这样的理论描述却很难找到。

简而言之,微服务架构风格,就像是把一个单独的应用程序开发为一套小服务,每个小服务运行在自己的进程中,并使用轻量级机制通信,通常是 HTTP API。这些服务围绕业务能力来构建,并通过完全自动化部署机制来独立部署。这些服务使用不同的编程语言书写,以及不同数据存储技术,并保持最低限度的集中式管理。

在开始介绍微服务风格(microservice style)前,比较一下整体风格(monolithic style)是很有帮助的:一个完整应用程序(monolithic application)构建成一个单独的单元。企业级应用通常被构建成三个主要部分:客户端用户界面(由运行在客户机器上的浏览器的 HTML 页面、Javascript 组成)、数据库(由许多的表构成一个通用的、相互关联的数据管理系统)、服务端应用。服务端应用处理 HTTP 请求,执行领域逻辑(domain logic),检索并更新数据库中的数据,使用适当的 HTML 视图发送给浏览器。服务端应用是完整的 ,是一个单独的的逻辑执行。任何对系统的改变都涉及到重新构建和部署一个新版本的服务端应用程序。

这样的整体服务(monolithic server)是一种构建系统很自然的方式。虽然你可以利用开发语基础特性把应用程序划分成类、函数、命名空间,但所有你处理请求的逻辑都运行在一个单独的进程中。在某些场景中,开发者可以在的笔计本上开发、测试应用,然后利用部署通道来保证经过正常测试的变更,发布到产品中。你也可以使用横向扩展,通过负载均衡将多个应用部署到多台服务器上。

整体应用程序(Monolithic applications)相当成功,但是越来越多的人感觉到有点不妥,特别是在云中部署时。变更发布周期被绑定了——只是变更应用程序的一小部分,却要求整个重新构建和部署。随着时间的推移,很难再保持一个好的模块化结构,使得一个模块的变更很难不影响到其它模块。扩展就需要整个应用程序的扩展,而不能进行部分扩展。

这导致了微服务架构风格(microservice architectural style)的出现:把应用程序构建为一套服务。事实是,服务可以独立部署和扩展,每个服务提供了一个坚实的模块边界,甚至不同的服务可以用不同的编程语言编写。它们可以被不同的团队管理。

我们必须说,微服务风格不是什么新东西,它至少可以追溯到 Unix 的设计原则。但是并没有太多人考虑微服务架构,如果他们用了,那么很多软件都会更好

微服务风格的特性


我们并不能说微服务风格有一个准确的定义,但是我们可以描述一下我们认为符合微服务架构的常见(common)特点。并不是所有的微服务都要具有所有的特性,但我们希望常见的微服务都应该有这些特性。

虽然我们(作者们)是这个相对松散的社区(译者:认为是使用微服务的全体人员)的积极成员,我们的目的是描述一下我们在工作中的所见和我们所了解的团队中类似的做法( in similar efforts by teams we know of)。我们并不是企图下一个准确定义。

服务组件化

自从我们开始软件行业以来,一直希望由组件构建系统,就像我们在物理世界所看到的一样。在过去的几十年里,我们已经看到了公共库的大量简编取得了相当的进步,这些库是大部分语言平台的一部分。

当我们谈论组件时,可能会陷入一个困境——什么是组件。我们的定义是,组件(component)是一个可独立替换和升级的软件单元。微服务架构(Microservice architectures)会使用库(libraries),但组件化软件的主要方式是把它拆分成服务。我们把库(libraries)定义为组件,这些组件被链接到程序,并通过内存中函数调用(in-memory function calls)来调用,而服务(services )是进程外组件(out-of-process components),他们利用某个机制通信,比如 WebService 请求,或远程过程调用(remote procedure call)。这个服务和许多面向对象的面向中的服务对象的概念是不同的。(This is a different concept to that of a service object in many OO programs)。

服务当成组件(而不是组件库)的一个主要原因是,服务可以独立部署(deployable)。如果你的应用程序是由一个单独进程(process)中的很多库组成,那么对任何一个组件的改变都将导致必须重新部署整个应用程序。但是如果你把应用程序拆分(decomposed)成很多服务,那你只需要重新部署那个改变的服务.当然,这也不是绝对的,有些服务会改变导致耦合(coordination),但是一个好的微服务架构的目标就是通过在服务约定(service contracts)中内聚(cohesive)服务边界和进化机制来避免这些。

另一个考虑是,把服务当组件将拥有更清晰的组件接口。大多数开发语言都没有一个良好的机制(machanism)来定义一个明确的(explicit)公共接口(Published Interface)。这个公共接口只是一个文档或者规则阻止代理打破组件封装。服务使用公开远程调用机制可以很容易避免这些。

使用服务也有缺点。远程调用比进制内调用更消耗资源,因此远程 API 需要粗粒度(coarser-grained),但这会比较难使用。如果你需要在跨越进程边界时调整组件间的职责分配会很难。

在第一种可能中,我们可以看到服务(sevices)可以映射到运行时进程(runtime processes)上,但这只是第一种可能。服务可能包含开发和部署一起的多个流程,例如仅由该服务使用的应用程序流程和数据库。

围绕业务功能的组织

当希望将大型应用程序拆分为多个部分时,管理层通常将重点放在技术层,领导UI团队,服务器端逻辑团队和数据库团队(leading to UI teams, server-side logic teams, and database teams.)。一个高效的团队会针对这种情况进行改善,两权相害取其轻--重视他们做的任何应用中的逻辑。业务逻辑无处不在(just force the logic into whichever application they have access to)。实践中,这就是 Conway's Law 的一个例子。

设计系统(广泛定义)的任何组织都将产生一种设计,该设计结构是组织交流结构的副本

elvyn Conway 的意识是,像下图所展示的,设计一个系统时,将人员划分为 UI 团队,中间件团队,DBA 团队,那么相应地,软件系统也就会自然地被划分为 UI 界面,中间件系统,数据库。

图 2  实践中的 Conway's Law

微服务(microservice )的划分方法不同,它倾向围绕业务功能的组织来分割服务。这些服务实现商业领域的软件,包括用户界面,持久化存储,任何的外部协作。因此,团队是跨职能的(cross-functional),包含开发过程所要求的所有技能:用户体验(user-experience)、数据库(database)和项目管理(project management)。

微服务的通常特性

 图 3 通过团队边界强调服务边界

www.comparethemarket.com就是采用这种组织形式。跨职能的团队同时负责构建和运营每个产品,每个产品被分割成许多单个的服务,这些服务通过消息总线(Message Bus)通信。

大型的整体应用程序(monolithic applications)也可以按照业务功能进行模块化(modularized),尽管这样情况不常见。当然,我们可以敦促一个构建整体应用程序(monolithic application )的大型团队,按业务线来分割自己。我们已经看到的主要问题是,这种组件形式会导致很多的依赖。如果整体应用程序(monolithic applications)跨越很多模块边界(modular boundaries ),那么对于团队的每个成员短期内修复它们是很困难的。此外,我们发现,模块化需要大量的强制规范。服务组件所必需要求的更明确的分离使得保持团队边界清晰更加容易。

产品不是项目

大部分的软件开发者都使用这样的项目模式:至力于提供一些被认为是完整的软件。交付一个他们认为完成的软件。软件移交给运维组织,然后,解散构建软件的团队。

微服务(Microservice )的支持者认为这种做法是不可取的,并提议团队应该负责产品的整个生命周期。Amazon 理念是“你构建,你运维(you build, you run it)”,要求开发团队对软件产品的整个生命周期负责。这要求开发者每天都关注他们的软件运行如何,增加更用户的联系,同时承担一些售后支持。产品的理念,跟业务能力联系起来。不是着眼于完成一套功能的软件,而是有一个持续的关系,是如何能够帮助软件及其用户提升业务能力。

相同的方法也可以用在整体应用程序(monolithic applications),但更小的服务粒度能够使创建服务的开发者与使用者之间的个人联系更容易。

智能终端和哑管道

当构建不同的进程间通信机制的时候,我们发现有许多的产品和方法能够把更加有效方法强加入的通信机制中。比如企业服务总线(ESB),这样的产品提供更有效的方式改进通信过程中的路由、编码、传输、以及业务处理规则。微服务倾向于做如下的选择:智能终端及哑通道。微服务的应用致力弱耦合和高内聚:采用单独的业务逻辑,表现的更像经典Unix意义上的过滤器一样,接受请求、处理业务逻辑、返回响应。它们更喜欢简单的REST风格,而不是复杂的协议,如WS或者BPEL或者集中式框架。

微服务团队采用这样的原则和规范:基于互联网(广义上,包含Unix系统)构建系统。这样经常使用的资源几乎不用什么的代价就可以被开发者或者运行商缓存。

第二种做法是通过轻量级消息总线来发布消息。这种的通信协议非常的单一(单一到只负责消息路由),像RabbitMQ或者ZeroMQ这样的简单的实现甚至像可靠的异步机制都没提供,以至于需要依赖产生或者消费消息的终端或者服务来处理这类问题。

在整体工风格中,组件在进程内执行,进程间的消息通信通常通过调用方法或者回调函数。从整体式风格到微服务框架最大的问题在于通信方式的变更。从内存内部原始调用变成远程调用,产生的大量的不可靠通信。因此,你需要把粗粒度的方法成更加细粒度的通信。

分散治理

集中治理的后果倾向于是在单一平台上进行标准化。经验表明这是一种限制(this approach is constricting),因为并不是所有的问题都相同,而且解决方案并不是万能的。我们更加倾向于采用适当的工具解决适当的问题,整体式的应用在一定程度上比多语言环境更有优势,这确实有所不同。

把整体式框架中的组件,拆分成不同的服务,我们在构建它们时有更多的选择。你想用Node.js去开发报表页面吗?做吧。用C++来构建时时性要求高的组件?很好。你想以在不同类型的数据库中切换,来提高组件的读取性能?我们现在有技术手段来实现它了

当然,你是可以做更多的选择,但也不意味的你一定要,但是以这种方式对系统进行分区意味着您可以选择。

采用微服务的团队更喜欢不同的标准。他们不会把这些标准写在纸上,而是喜欢这样的思想:开发有用的工具来解决开发者遇到的相似的问题。这些工具通常收获于现实(harvest from),并进行的广泛范围内分享,当然,它们有时,并不一定,会采用开源模式。现在开源的做法也变得越来越普遍,git或者github成为了它们事实上的版本控制系统。

Netfix就是这样的一个组织,它是非常好的一个例子。分享有用的、尤其是经过实践的代码库激励着其它的开发着也使用相似的方式来解决相似的问题,当然,也保留着根据需要使用不同的方法的权力。共享库更关注于数据存储、进程内通信以及我们接下来做讨论到的自动化等这些问题上。

微服务社区中,开销(overhead)并不吸引人,但这并不意味着组织不评估服务约束(service contract),相反,因为评估往往更多。这只意味着只是他们正在寻找管理这些合同的不同方法。如Tolearant ReaderConsumer-Driven Contracts这样的设计模式就经常被微服务使用。这些模式解决了独立服务在交互过程中的消耗问题。使用Consumer-Driven Contracts增加了你的信心,并实现了快速的反馈机制。事实上,我们知道澳大利亚的一个团队致力使用Consumer-Drvien Contracts开发新的服务。他们使用简单的工程,帮助他们定义服务的接口。使得在新服务的代码开始编写之前,这些接口就成为自动化构建的一个部分。构建出来的服务,只需要指出这些接口适用的范围,一个优雅的方法避免了新软件中的'YAGNI '困境。这些技术和工具在使用过程中完善,通过减少服务间的耦合,限制了集中式管理的需求。

分散式治理的高潮也许是亚马逊推广的“编译它,运维它”理念。团队为他们开发的软件负全部责任,也包含7*24小时的运行。全责任的方式并不常见,但是我们确实发现越来越多的公司在他们的团队中所推广。Netfix是另外一个接受这种理念的组件。每天凌晨3点被闹钟吵醒,因为你非常的关注写的代码质量。这在传统的集中式治理中这是一样多么不思议的事情呀。

分散数据管理

对数据的分散管理有多种不同的表现形式。多为抽象层次,它意味着不同系统中的通用概念是不同的。这带来的普遍问题是大型的跨系统整合时,用户使用不同的售后支持将得到不同的促销信息。这种情况叫做并没有给用户显示所有的促销手段。不同的语法确实存在相同的词义或者(更差)相同的词义。

1.组件化

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