Spring Cloud微服务初步架构设计

什么是微服务

微服务的概念源于2014年3月Martin Fowler所写的一篇文章“Microservices”。

微服务架构是一种架构模式,它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务,服务之间互相协调、互相配合,为用户提供最终价值。每个服务运行在其独立的进程中,服务与服务间采用轻量级的通信机制互相沟通(通常是基于HTTP的RESTful API)。每个服务都围绕着具体业务进行构建,并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等。另外,应尽量避免统一的、集中式的服务管理机制,对具体的一个服务而言,应根据业务上下文,选择合适的语言、工具对其进行构建。

微服务是一种架构风格,一个大型复杂软件应用由一个或多个微服务组成。系统中的各个微服务可被独立部署,各个微服务之间是松耦合的。每个微服务仅关注于完成一件任务并很好地完成该任务。在所有情况下,每个任务代表着一个小的业务能力。

微服务架构优势

  • 复杂度可控:在将应用分解的同时,规避了原本复杂度无止境的积累。每一个微服务专注于单一功能,并通过定义良好的接口清晰表述服务边界。由于体积小、复杂度低,每个微服务可由一个小规模开发团队完全掌控,易于保持高可维护性和开发效率。

  • 独立部署:由于微服务具备独立的运行进程,所以每个微服务也可以独立部署。当某个微服务发生变更时无需编译、部署整个应用。由微服务组成的应用相当于具备一系列可并行的发布流程,使得发布更加高效,同时降低对生产环境所造成的风险,最终缩短应用交付周期。

  • 技术选型灵活:微服务架构下,技术选型是去中心化的。每个团队可以根据自身服务的需求和行业发展的现状,自由选择最适合的技术栈。由于每个微服务相对简单,故需要对技术栈进行升级时所面临的风险就较低,甚至完全重构一个微服务也是可行的。

  • 容错:当某一组建发生故障时,在单一进程的传统架构下,故障很有可能在进程内扩散,形成应用全局性的不可用。在微服务架构下,故障会被隔离在单个服务中。若设计良好,其他服务可通过重试、平稳退化等机制实现应用层面的容错。

  • 扩展:单块架构应用也可以实现横向扩展,就是将整个应用完整的复制到不同的节点。当应用的不同组件在扩展需求上存在差异时,微服务架构便体现出其灵活性,因为每个服务可以根据实际需求独立进行扩展。

Spring Cloud都做了哪些事

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发,如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等,都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。Spring并没有重复制造轮子,它只是将目前各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来,通过Spring Boot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理,最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包

以下为Spring Cloud的核心功能:

  • 分布式/版本化配置
  • 服务注册和发现
  • 路由
  • 服务和服务之间的调用
  • 负载均衡
  • 断路器
  • 分布式消息传递

通过这张图,我们来了解一下各组件配置使用运行流程:

  1. 请求统一通过API网关(Zuul)来访问内部服务.
  2. 网关接收到请求后,从注册中心(Eureka)获取可用服务
  3. 由Ribbon进行均衡负载后,分发到后端具体实例
  4. 微服务之间通过Feign进行通信处理业务
  5. Hystrix负责处理服务超时熔断
  6. Turbine监控服务间的调用和熔断相关指标

微服务的经验和建议

  1. 建议尽量不要使用Jsp,页面开发推荐使用Thymeleaf。Web项目建议独立部署Tomcat,不要使用内嵌的Tomcat,内嵌Tomcat部署Jsp项目会偶现龟速访问的情况。

  2. 服务编排是个好东西,主要的作用是减少项目中的相互依赖。比如现在有项目a调用项目b,项目b调用项目c…一直到h,是一个调用链,那么项目上线的时候需要先更新最底层的h再更新g…更新c更新b最后是更新项目a。这只是这一个调用链,在复杂的业务中有非常多的调用,如果要记住每一个调用链对开发运维人员来说就是灾难。

有这样一个好办法可以尽量的减少项目的相互依赖,就是服务编排,一个核心的业务处理项目,负责和各个微服务打交道。比如之前是a调用b,b掉用c,c调用d,现在统一在一个核心项目W中来处理,W服务使用a的时候去调用b,使用b的时候W去调用c,举个例子:在第三方支付业务中,有一个核心支付项目是服务编排,负责处理支付的业务逻辑,W项目使用商户信息的时候就去调用“商户系统”,需要校验设备的时候就去调用“终端系统”,需要风控的时候就调用“风控系统”,各个项目需要的依赖参数都由W来做主控。以后项目部署的时候,只需要最后启动服务编排项目即可。

  1. 不要为了追求技术而追求技术,确定进行微服务架构改造之前,需要考虑以下几方面的因素:
  • 团队的技术人员是否已经具备相关技术基础。
  • 公司业务是否适合进行微服务化改造,并不是所有的平台都适合进行微服务化改造,比如:传统行业有很多复杂垂直的业务系统。
  • Spring Cloud生态的技术有很多,并不是每一种技术方案都需要用上,适合自己的才是最好的。

通过以上经验和建议,大体初步设计的微服务架构如下图(省略MQ,服务注册发现),粗略展示。

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