架构师备战(四)-软件架构设计(四) 基于服务的架构(SOA)
ccwgpt 2024-10-26 08:27 46 浏览 0 评论
前面我们了解到了层次架构中表示层的架构分层,分为了MVC,MVP,MVVM等架构风格,下面我们了解一下SOA架构与微服务架构。
什么是服务?
服务是一种为了满足某项业务需求的操作,规则等的逻辑组合,它包含了一系列有序活动的交互,为实现用户目标提供支持。
SOA的起源
前面学习软件工程时,我们知道软件开发方法有结构化方法,面向对象方法,还有面向服务和原型的方法。面向服务是基于面向对象,并且是面向对象的加强的一种思想的产出物。
面向服务的思想是在构件之后的,而从对象到构件的的颗粒度是变大了的,复用的可能是一个完整的功能,比如登录。而为了取复用这些东西,我们对构件执行了标准化,而标准化在其中是很重要的。
而构件还存在一些问题,比如跨平台,用Java写的构件使用C++没办法去使用。所以我们需要对构件进一步规范化,标准化。规范化之后能够更易于复用。而服务是可以做到标准化的,做得标准化后,相互的调用变得互联互通就会变得更加的容易。
我们可以把遗留系统封装为一个个服务,但是封装成服务之后,服务之间的点对点调用又变得复杂了,交互起来存在多对多很繁杂的问题。此时出现了一个很重要的技术,也就是一个服务之间的中介者框架,企业服务总线(ESB). 它负责作为中介者将服务与服务之间设置为星型网状结构,从而服务间的互联互通都通过ESB进行。
SOA架构的特点
- 服务构件粗粒度,传统构件细粒度居多
- 服务构件的接口是标准化的,主要是WSDL接口,传统构件常常以具体的API形式出现
- 服务构件的实现与语言无关,传统构件绑定了某种特定的语言
- 服务构件可以通过构件容器提供Qos的服务,传统构件完全由程序代码直接控制
我们了解了SOA架构的起源和特点之后,来看一下我们SOA有哪些框架实现呢,比如典型的Web Service.
SOA的实现 Web Service
Web Service有几个重要的角色:
- 服务注册中心:提供服务注册与发现的功能(SOA的服务注册,一般是手动进行注册,比如手动输入服务提供者的地址,然后添加一条数据)
- 服务请求者:发起请求的一方
- 服务提供者:提供服务的一方
我们如何在成千上万个服务中找到我们指定的服务,这个其实和百度搜索有点类似,我们通过搜索关键字来搜索对应的数据。因为百度收录了这些网站的摘要信息。所以我们的服务提供者也需要由类似的东西,也就”服务描述“。
有了服务描述之后,我们讲服务的描述信息和IP地址和端口等存储在注册中心里,而服务提供者根据服务描述向注册中心查找对应的服务,拿到IP和端口号,从而发起请求的调用。
服务提供者和服务请求者之间的绑定
服务请求者拿到服务提供者的信息之后,会做一个绑定,绑定只有就可以进行服务的调用了。而绑定的方式分为静态绑定与动态绑定。
- 静态绑定:就是我已经知道了服务提供者的网址,直接通过httpclient之类的工具直接发起http请求(绑死了)
- 动态绑定:就是从注册中心获取服务提供者地址列表,然后通过软负载均衡算法(客户端负载均衡),选择一个服务,然后发起RPC请求(没有绑死,从注册中心获取)。
SOA的实现 ESB
企业服务总线就是一个典型的中介者框架,它充当服务与服务之间的通信的一个中介者,负责将一个服务的请求转换传递后,与另外一个服务进行通信。
企业服务总线的特点
- 提供位置透明性的消息路由和寻址服务
- 就是企业服务总线能在你不提供位置信息的前提下,将您的消息传递到指定位置,从而传递到对应的服务。
- 提供服务注册与命名的管理功能
- 提供服务注册和命名的功能,是为了查找到对应的服务提供者。
- 支持多种消息传递泛型
- 就是多种类型的消息都兼容
- 支持多种可以广泛使用的传输协议
- 支持多种数据格式及其相互转换
- 提供日志和监控功能
因为ESB是中心节点,所以做协议,消息,日志和监控等处理,都放在ESB。但是ESB无疑也是一个巨大的单点,即使有主备,但性能还是比较差的。
服务总线本质上就是传统的中间件技术与XML,Web服务等技术等技术结合的产物,这些中间件包括MQ,各种网络或数据的协议转换,适配器,流程引擎等。
服务总线为应用系统之间的互联互通提供了一个基于网络的,中心化的连接中枢,它可以通过一整套标准化的协议适配器(如JMX协议,SOAP协议等)来支持应用之间在信息,事件,服务级别上动态互联互通,被接入的应用甚至还可以通过流程化的编排,把这些基础服务聚合成更大粒度的复杂服务,并通过UDD i这类协议暴露出去 ,供第三方查阅和调用。
SOA的关键技术
- 服务注册与发现
- UDDI,DISCO
- 服务描述(也就是服务的注册信息)
- WSDL,XML Schema
- 消息格式层
- SOAP,REST
- 编码格式层
- XML(DOM,SAX)
- 传输协议层
- HTTP,TCP/IP,SMTP等
- 服务编排
- BPEL4WS
重点关键技术解析
- UDDI(通过米哦啊书,发现和集成服务):是一种目录服务,企业是、可以使用它对Web Service进行注册和搜索
- WSDL就是Web Service接口对应的WSDL文件,该文件通过XML格式说明如何调用,可以看作Web Service的接口文档(使用说明书)
- SOAP(Simple Object Access Protocol)简单对象协议,简单来说就是用于访问网络服务的协议,它是基于XML的简单协议,可使应用程序在Http之上进行信息交换。它是一种网络通讯协议,用于网络上、不同平台、不同语言的应用程序间的通讯。其实九四Http协议+XML数据格式。
- REST(XML格式的REST),也是就是遵循了REST风格,约定了新增请求使用POST,修改使用PUT,删除使用DELETE请求,并且三个请求使用同一个路由,只是请求方式不一样。
- HTTP+XML基于Web通信技术
- 简单性,缺少严格的配置文件
- 只支持几种请求方式(GET,POST,PUT,DELETE等)
- 强调信息本身,称为资源
- 网络上所有的事物都被抽象为资源
- 每个资源对应一个唯一的资源标识
- 通过通用的连接器接口对资源进行操作
- 对资源的各种操作不会改变资源的标识
- 所有的操作都是无状态的
- BPEL4WS(基于Web服务的业务过程执行语言):实现Web服务的流程化编排。
各类技术使用关系
结合这个图和上面的解释,SOA中使用的关键技术和技术的使用场景能够大致了解了。但是上图中的有SCA/SDO/WS-Policy是什么呢?
其实是各大软件厂商共同制定了一些中立的SOA标准来保证其落地。这一努力的最终要成功就体现在这3个重量级规范上,也就是SCA/SDO和WS-Policy.
SCA和SDO构成了编程模型的基础,分别定义了服务组件的开发规范和数据的封装规范,而WS-Policy建立了SOA组件之间安全交互的规范。
上图中还有一个适配器(Adapter),它比较彻底的解决了不同协议相互转换的问题,因为我们上面提到了它支持多种不同协议,多种不同数据格式等,就是适配器在从中做转换操作。
SOA存在的问题
因为哪个时期的SOA标准和治理标准都是一帮老牌的大厂,像IBM,Oracle等。所以企业级的SOA设计到的技术栈有点过于重了,相关的规范也过于复杂,导致落地很困难。毕竟如果太容易的话,软件厂商就很难收取对应的服务费了。
而且那个时候的服务治理也很粗糙,更多的是通过ITIL这类企业内部的IT流程来实现服务的注册和梳理。因此人工行为占了很大的比例。比如UDDI服务注册就是采用人工方式将服务的接口信息(服务名,复命IP,端口等)配置到服务注册中心。
它的问题就是这些操作都是人工的,当服务数量巨大时,这个运维的代价就太大了。后期服务注册编程了自动注册就解决了这个问题。
最后,SOA中,像ESB这类组件,本身就是一个巨大的单点,虽然可以采用主备提供可用性,但是在容量扩展上依旧存在瓶颈,当服务数量已经调用者不断增长时,这个中介者终于承受不住,沉重倒在了血泊中。
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