全面深入了解微服务架构（一文详解微服务架构）

什么是微服务

1）一组小的服务（大小没有特别的标准，只要同一团队的工程师理解服务的标识一致即可）

2）独立的进程（java的tomcat，nodejs等）

3）轻量级的通信（不是soap，是http协议）

4）基于业务能力（类似用户服务，商品服务等等）

5）独立部署（迭代速度快）

6）无集中式管理（无须统一技术栈，可以根据不同的服务或者团队进行灵活选择）

ps：微服务的先行者Netflix公司，开源了一些好的微服务框架，后续会有介绍。

怎么权衡微服务的利于弊

利：

强模块边界 。（模块化的演化过程：类-->组件/类库（sdk）-->服务(service)，方式越来越灵活）

可独立部署。

技术多样性。

弊：

分布式复杂性。

最终一致性。（各个服务的团队，数据也是分散式治理，会出现不一致的问题）

运维复杂性。

测试复杂性。

企业在什么时候考虑引入微服务

从生产力和系统的复杂性这两个方面来看。公司一开始的时候，业务复杂性不高，这时候是验证商业模式的时候，业务简单，用单体服务反而生产力很高。随着公司的发展，业务复杂性慢慢提高，这时候就可以采用微服务来提升生产力了。至于这个转化的点，需要团队的架构师来进行各方面衡量，就个人经验而言，团队发展到百人以上，采用微服务就很有必要了。

有些架构师是具有微服务架构能力，所以设计系统时就直接设计成了微服务，而不是通过单服务慢慢演化发展成微服务。在这里我并不推荐这种做法，因为一开始对业务领域并不是很了解，并且业务模式还没有得到验证，这时候上微服务风险比较高，很有可能失败。所以建议大家在单服务的应用成熟时，并且对业务领域比较熟悉的时候，如果发现单服务无法适应业务发展时，再考虑微服务的设计和架构。

微服务的组织架构

如上图左边，传统的企业中，团队是按职能划分的。开发一个项目时，会从不同的职能团队找人进行开发，开发完成后，再各自回到自己的职能团队，这种模式实践证明，效率还是比较低的。

如上图右边，围绕每个业务线或产品，按服务划分团队。团队成员从架构到运维，形成一个完整的闭环。一直围绕在产品周围，进行不断的迭代。不会像传统的团队一样离开。这样开发效率会比较高。至于这种团队的规模，建议按照亚马逊的两个披萨原则，大概10人左右比较好。

怎么理解中台战略和微服务

中台战略的由来：马云2015年去欧洲的一家公司supersell参观，发现这个公司的创新能力非常强，团队的规模很小，但是开发效率很高。他们就是采用中台战略。马云感触很深，回国后就在集团内部推出了中台战略。

简单的理解就是把传统的前后台体系中的后台进行了细分。阿里巴巴提出了大中台小前台的战略。就是强化业务和技术中台，把前端的应用变得更小更灵活。当中台越强大，能力就越强，越能更好的快速响应前台的业务需求。打个比喻，就是土壤越肥沃，越适合生长不同的生物，打造好的生态系统。

服务分层

每个公司的服务分层都不相同，有的公司服务没有分层，有的怎分层很多。目前业界没有统一的标准。

下面推荐一个比较容易理解的两层结构。

1：基础服务： 比如一个电商网站，商品服务和订单服务就属于基础服务（核心领域服务）。缓存服务，监控服务，消息队列等也属于基础服务（公共服务）

2：聚合服务 ：例如网关服务就算一种聚合服务（适配服务）。

这是一种逻辑划分，不是物理划分，实际设计的东西很多很复杂。

微服务的技术架构体系

下图是一个成型的互联网微服务的架构体系：

1：接入层 负载均衡作用，运维团队负责

2：网关层 反向路由，安全验证，限流等

3：业务服务层 基础服务和领域服务

4：支撑服务层

5：平台服务

6：基础设施层 运维团队负责。（或者阿里云）

微服务的服务发现的三种方式

第一种：如下图所示，传统的服务发现（大部分公司的做法）。服务上线后，通知运维，申请域名，配置路由。调用方通过dns域名解析，经过负载均衡路由，进行服务访问。缺点： LB的单点风险，服务穿透LB，性能也不是太好

第二种：也叫客户端发现方式。如下图所示。通过服务注册的方式，服务提供者先注册服务。消费者通过注册中心获取相应服务。

并且把LB的功能移动到了消费者的进程内，消费者根据自身路由去获取相应服务。优点是，没有了LB单点问题，也没有了LB的中间一跳，性能也比较好。但是这种方式有一个非常明显的缺点就是具有非常强的耦合性。针对不同的语言，每个服务的客户端都得实现一套服务发现的功能。

第三种：也叫服务端发现方式，如下图所示。和第二种很相似。但是LB功能独立进程单独部署，所以解决了客户端多语言开发的问题。唯一的缺点就是运维成比较高，每个节点都得部署一个LB的代理，例如nginx。

微服务网关

网关就好比一个公司的门卫。屏蔽内部细节，统一对外服务接口。

下图是一个网关所处位置的示例图。

Netflix Zuul网关介绍

核心就是一个servlet，通过filter机制实现的。主要分为三类过滤器：前置过滤器，过滤器和后置过滤器。

主要特色是，这些过滤器可以动态插拔，就是如果需要增加减少过滤器，可以不用重启，直接生效。原理就是：通过一个db维护过滤器（上图蓝色部分），如果增加过滤器，就将新过滤器编译完成后push到db中，有线程会定期扫描db，发现新的过滤器后，会上传到网关的相应文件目录下，并通知过滤器loader进行加载相应的过滤器。

整个网关调用的流程

上图从左变http Request开始经过三类过滤器，最终到最右边的Http Response，这就是Zull网关的整个调用流程。

微服务的路由发现体系

整个微服务的路由发现体系，一般由服务注册中心和网关两部分组成。以NetFlix为例子，Eureka和Zull这两个组件支撑了netFlix整个的路由发现体系。如下图所示，首先外部请求发送到网关，网关去服务注册中心获取相应的服务，进行调用。其次内部服务间的调用，也通过服务注册中心进行的

微服务配置中心

目前大部分公司都是把配置写到配置文件中，遇到修改配置的情况，成本很高。并且没有修改配置的记录，出问题很难追溯。配置中心就接解决了以上的问题。

可配置内容：数据库连接，业务参数等等

配置中心就是一个web服务，配置人员通过后台页面修改配置，各个服务就会得到新的配置参数。实现方式主要有两种，一种是push，另一种是pull。两张方式各有优缺点。push实时性较好，但是遇到网络抖动，会丢失消息。pull不会丢失消息但是实时性差一些。大家可以同时两种方式使用，实现一个比较好的效果。如下图所示，这是一个国内知名互联网公司的配置中心架构图。

RPC遇到了REST

内部一些核心服务，性能要求比较高的可以采用RPC，对外服务的一般可以采用rest。

服务框架和治理

微服务很多的时候，就需要有治理了。一个好的微服务框架一般分为以下14个部分。如下图所示。这就是开篇所说的，微服务涉及的东西很多，有些初创公司和业务不成熟的产品是不太适合的，成本比较高。

目前国内比较好的微服务框架就是阿里巴巴的DUBBO了,国外的就是spring cloud,大家可以去研究一下.

监控体系

监控是微服务治理的重要环节。一般分为以下四层。如下图所示。

监控的内容分为五个部分：日志监控，Metrics监控（服务调用情况），调用链监控，告警系统和健康检查。

日志监控，国内常用的就是ELK+KAFKA来实现。健康检查和Metrics，像spring boot会自带。Nagios也是一个很好的开源监控框架。

Trace调用链监控

调用链监控是用来追踪微服务之前依赖的路径和问题定位。例如阿里的鹰眼系统。主要原理就是子节点会记录父节点的id信息。

下图是目前比较流行的调用链监控框架。

微服务的限流熔断

假设服务A依赖服务B和服务C，而B服务和C服务有可能继续依赖其他的服务，继续下去会使得调用链路过长。如果在A的链路上某个或几个被调用的子服务不可用或延迟较高，则会导致调用A服务的请求被堵住，堵住的请求会消耗占用掉系统的线程、io等资源，当该类请求越来越多，占用的计算机资源越来越多的时候，会导致系统瓶颈出现，造成其他的请求同样不可用，最终导致业务系统崩溃。

一般情况对于服务依赖的保护主要有两种方式：熔断和限流。目前最流行的就是Hystrix的熔断框架。

下图是Hystrix的断路器原理图：

限流方式可以采用zuul的API限流方法。

Docker 容器部署技术&持续交付流水线

随着微服务的流行，容器技术也相应的被大家重视起来。容器技术主要解决了以下两个问题：

1：环境一致性问题。例如java的jar/war包部署会依赖于环境的问题（操着系统的版本，jdk版本问题）。

2：镜像部署问题。例如java，rubby，nodejs等等的发布系统是不一样的，每个环境都得很麻烦的部署一遍，采用docker镜像，就屏蔽了这类问题。

下图是Docker容器部署的一个完整过程。

更重要的是，拥有如此多服务的集群环境迁移、复制也非常轻松，只需选择好各服务对应的Docker服务镜像、配置好相互之间访问地址就能很快搭建出一份完全一样的新集群。

容器调度和发布体系

目前基于容器的调度平台有Kubernetes，mesos，omega。下图是mesos的一个简单架构示意图。

下图是一个完整的容器发布体系