扫一扫上方二维码,回复“关注”参与活动!
关键词:
一直以来,系统的架构设计是IT领域经久不衰的话题,也是构建每一个系统最核心且重要的部分之一。它决定了系统能否满足业务、技术、组织、灵活、可扩展性等多种要求,同时肩负起了解放程序员生产力的作用。
2016年底,由于业务的不断发展,我所在公司维护的项目也越来越“臃肿”。随着无数个版本的迭代,以及开发人员的不断增加,开发效率越来越低,每次投产的人力成本和时间成本都逐渐增加,我们一直在思索如何能破局。评估了各种方案后,最终微服务进入了我们的视野。
谈到微服务,大家众说纷纭,但却很难有一个清晰的概念来描述。微服务不是“银弹”,我理解的微服务是一种文化,而我们要做的就是将微服务的理念运用到实际开发中。那么下面我们就来聊聊微服务架构。
1.1 什么是微服务架构 1.2 垂直应用与微服务 1.3 实现一个最简单的微服务框架 1.4 主流微服务框架介绍 随着用户需求个性化、产品生命周期变短,微服务架构是未来软件架构朝着灵活性、扩展性、伸缩性以及高可用性发展的必然方向。这里主要将对比传统的垂直应用与分布式微服务应用之间的区别。 微服务是一种软件架构风格,目标是将一个复杂的应用拆分成多个服务模块,每个模块专注单一业务功能对外提供服务,并可以独立编译及部署,同时各模块间互相通信彼此协作,组合为整体对外提供完整服务。 微服务架构就像是活字印刷术,每个文字模都可以看成是一个微服务,它可以独立地提供印刷服务,又可以将模块之间组合,最终形成一篇完整文章提供更为复杂的印刷服务。 由于每个模块都独立部署,各自拥有互不干扰的内存空间,模块之间无法直接调用,所以需要借助RPC(远程过程调用协议)或HTTP协议让各个模块之间传递通信报文及交换数据,实现远程调用,整个通信管理的过程也是微服务架构重要的组成部分。 MVC模式构建的垂直应用非常适合项目初期,使用其能够方便地进行开发、部署、测试,但随着业务的发展与访问量的增加,垂直应用的问题也随之暴露出来,而微服务架构可以很好地解决这些问题。 垂直应用里,大部分逻辑都部署在一个集中化、单一的环境或服务器中运行。垂直应用程序通常很大,由一个大型团队或多个团队维护。庞大的代码库可能给希望熟悉代码的开发人员增加学习成本,还会让应用程序开发过程中使用的开发环境工具和运行容器不堪重负,最终导致开发效率降低,可能会阻止对执行更改的尝试。 微服务架构将这个庞大并且复杂的应用拆分成多个逻辑简单且独立的小应用,每个小应用交由不同的团队或开发人员维护,彼此之间互不干扰,通过标准接口互相通信。对于希望熟悉代码的开发人员来说只需掌握他所负责的应用即可,这样做的好处是简单、快速、逻辑清晰。 垂直应用需要处理一个庞大的应用程序,编译、部署需要花费很长时间,一个小的修改就可能导致重新构建整个项目。 微服务架构中对其中某一个服务进行修改,只需重新编译、部署被改动的服务模块。 垂直应用里,当请求量过大导致单台服务器无法支撑时,一般会将垂直应用部署在多台服务器形成服务集群,并通过反向代理实现负载均衡。集群中的每个服务必须部署完整的应用,但在实际业务需求中仅有部分功能使用频繁,但这种架构必须为不常用的功能分配计算资源。 微服务将提供功能的各服务拆分为多个服务模块,它具有天生的集群属性,能够轻松地根据用量部署。 例如系统中的消息功能使用频率占了整个系统的90%,而密码找回功能则只占到2%。为了分解消息功能的压力,以传统负载均衡的方式进行集群化时,每个服务必须为使用量只有2%的密码找回功能分配资源,这无疑造成了浪费。 在微服务架构中,消息功能使用率占据90%,则将消息模块多部署几个实例形成集群,而密码找回功能所在的用户模块只部署一个就可以了。 垂直应用中如果有一个小的问题,就可能使整个系统崩溃。 微服务所拆分出的各个模块中,由于模块之间的耦合度很低,当发生问题时影响范围被固定在该模块本身,整个系统依然健全。 基本工作流程如下。 ① 客户端发起调用请求。 ② 将调用的内容序列化后通过网络发给服务端。 ③ 服务端接收到调用请求,执行具体服务并获得结果。 ④ 将结果序列化后通过网络返回给客户端。 在发起远程调用时,需要基于接口(Interface)来约定客户端与服务端所调用服务的具体内容。为了方便管理依赖关系,这里使用Maven构建应用并编写一些接口,以提供给客户端与服务端使用。 当然也可以使用普通的Java应用来实现此简单微服务框架,只需将该应用编译后的jar包提供给后续的服务端与客户端即可。 编写接口。 新建用于提供服务的Maven应用,并引入刚编写的接口应用依赖。 ① 在pom.xml文件中引入依赖。 ② 实现服务接口。 ③ 编写监听服务类。 提供一个数组保存所注册的服务接口及实现类。 启动一个阻塞式的Socket服务用于等待客户端发起的调用请求,当收到请求后将码流反序列化成对象,并根据接口从注册列表中寻找具体实现类,最终通过反射的方式调用该实现类返回结果。 ④ 注册服务并启动服务端。 新建用于调用服务的Maven应用,并引入刚编写的接口应用依赖。 ① 在pom.xml文件中引入依赖。 ② 编写远程调用类。 使用JDK动态代理方式,根据提供的服务接口类将接口序列化成码流,向目标服务端发起Socket远程调用请求,获得服务端反馈的结果并反序列化成对象后返回。 ③ 调用测试。 运行结果如下所示: 本章示例代码详见异步社区网站本书页面。 服务之间的调用已基本实现,但想将它投入正式开发使用还有很多细节需要完善。 当请求过大后会发现,BIO(同步阻塞式)的通信方式会消耗过多的资源导致服务器变慢甚至崩溃。 在发起网络请求前,将对象转换成二进制串便于网络传输;收到消息请求后,将二进制串反转换成对象便于后续处理。序列化及反序列化直接影响到整个RPC框架的效率及稳定性。 发起服务调用时,都需要指定服务提供方的访问地址(ip + 端口),如果当前服务提供方有多个或一个服务部署在多个机器上,调用时每次手动指定访问地址非常麻烦,这时就需要一个公共的注册中心去管理这些服务。 实施微服务的目的是为了让系统在进行横向扩展时能够拥有更多的计算资源,如果发现某一提供服务的机器负载较大,这就需要将新的需求转发到其他空闲的机器上。 服务提供方有可能崩溃无法继续提供服务,在客户端进行调用时就需要将这些无法使用的服务排除掉。 当服务端有异常发生导致无法返回正确的结果时,客户端并不知道该如何处理,只能等待并最终以超时结束此次远程调用请求。 以上所有的问题在后续将要介绍的Dubbo与Spring Cloud分布式框架中都得到了很好的解决,甚至基于Spring Boot构建的应用能让整个开发过程变得轻松愉快。 阿里巴巴在2011年开源了Dubbo框架,虽然在2013年停止更新,但在2017年9月又重启维护并发布了新版本。目前已有很多的公司将自己的业务建立在Dubbo之上,同时阿里云也推出了企业级分布式应用服务EDAS,为Dubbo提供应用托管。 Dubbo采用Zookeeper作为注册中心,RPC作为服务调用方式,致力于提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案。它与Spring无缝集成,基于服务提供方(服务端)与服务调用方(客户端)角色构建简单模型,其优点是使用方便、学习成本低。 ① 服务提供方发布服务到服务注册中心。 ② 服务消费方从服务注册中心订阅服务。 ③ 注册中心通知消息调用方服务已注册。 ④ 服务消费方调用已经注册的可用服务。 ⑤ 监控计数。 Spring Cloud基于Spring Boot实现,使用HTTP的RESTful风格API作为调用方式。它所包含的多个子项目共同构建了微服务架构体系。 Spring Cloud 的服务注册中心提供服务注册、服务发现、负载均衡等功能。 当某个服务发生故障之后,则触发熔断机制(Hystrix)向服务调用方返回结果标识错误,而不是一直等待服务提供方返回结果,这样就不会使得线程因调用故障服务而被长时间占用不释放,避免了故障在分布式系统中的蔓延。 代理各模块提供的服务,统一暴露给第三方应用。提供动态路由、监控、弹性、全等的边缘服务。 分布式架构下多微服务会产生非常多的配置文件,分布式配置中心(Config Server)将所有配置文件交由GIT或SVN进行统一管理,避免出错。 在使用Spring开发时,通常需要完成Spring框架及其他第三方工具配置文件的编写,非常麻烦。Spring Boot通过牺牲项目的自由度来减少配置的复杂度,约定一套规则,把这些框架都自动配置集成好,从而达到“开箱即用”。1.1 什么是微服务架构
1.2 垂直应用与微服务
代码维护
部署
资源控制
稳定
1.3 实现一个最简单的微服务框架
1.3.1 公共接口
Maven 参数
1groupId:org.book
2artifactId:rpc-interface
3version:0.0.1-SNAPSHOT
4packaging:jar 1public interface HelloService
2 public String hello(String name);
3 1.3.2 服务端
Maven 参数
1groupId:org.book
2artifactId:rpc-server
3version:0.0.1-SNAPSHOT
4packaging:jar 1<dependency>
2 <groupId>org.book</groupId>
3 <artifactId>rpc-interface</artifactId>
4 <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
5</dependency> 1public class HelloServiceImple implements HelloService
2 public String hello(String name)
3 System.out.println("收到消息:" + name);
4 return "你好:" + name;
5
6 1public class Server
2 private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
3 private static final HashMap<String, Class> serviceRegistry = new HashMap<String, Class>();
4 public void register(Class serviceInterface, Class impl)
5 //注册服务
6 serviceRegistry.put(serviceInterface.getName(), impl);
7
8 public void start(int port) throws IOException
9 final ServerSocket server = new ServerSocket();
10 server.bind(new InetSocketAddress(port));
11 System.out.println("服务已启动");
12 while (true)
13 executor.execute(new Runnable()
14 public void run()
15 Socket socket = null;
16 ObjectInputStream input = null;
17 ObjectOutputStream output = null;
18 try
19 socket = server.accept();
20 // 接收到服务调用请求,将码流反序列化定位具体服务
21 input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
22 String serviceName = input.readUTF();
23 String methodName = input.readUTF();
24 Class<?>[] parameterTypes = (Class<?>[]) input.readObject();
25 Object[] arguments = (Object[]) input.readObject();
26 // 在服务注册表中根据调用的服务获取到具体的实现类
27 Class serviceClass = serviceRegistry.get(serviceName);
28 if (serviceClass == null)
29 throw new ClassNotFoundException(serviceName + " 未找到");
30
31 Method method = serviceClass.getMethod(methodName, parameterTypes);
32 // 调用获取结果
33 Object result = method.invoke(serviceClass.newInstance(), arguments);
34 // 将结果序列化后发送回客户端
35 output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
36 output.writeObject(result);
37 catch (Exception e)
38 e.printStackTrace();
39 finally
40 // 关闭资源
41 try
42 if (socket != null) socket.close();
43 if (input == null) input.close();
44 if (output == null) output.close();
45 catch (IOException e)
46 e.printStackTrace();
47
48
49
50 );
51
52
53 register()
start()
1public class App
2 public static void main(String[] args) throws IOException
3 Server server = new Server();
4 // 注册服务
5 server.register(HelloService.class, HelloServiceImple.class);
6 // 启动并绑定端口
7 server.start(8020);
8
9 1.3.3 客户端
Maven 参数
1groupId:org.book
2artifactId:rpc-client
3version:0.0.1-SNAPSHOT
4packaging:jar 1<dependency>
2 <groupId>org.book</groupId>
3 <artifactId>rpc-interface</artifactId>
4 <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
5</dependency> 1public class Client<T>
2 @SuppressWarnings("unchecked")
3 public static <T> T get(final Class<?> serviceInterface, final InetSocketAddress addr)
4 T instance = (T) Proxy.newProxyInstance(serviceInterface. getClassLoader(), new Class<?>[]serviceInterface,
5 new InvocationHandler()
6 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable
7 Socket socket = null;
8 ObjectOutputStream output = null;
9 ObjectInputStream input = null;
10 try
11 // 连接服务端
12 socket = new Socket();
13 socket.connect(addr);
14 // 将调用的接口类、方法名、参数列表等序列后发送给服务提供者
15 output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
16 output.writeUTF(serviceInterface.getName());
17 output.writeUTF(method.getName());
18 output.writeObject(method.getParameterTypes());
19 output.writeObject(args);
20 // 同步阻塞等待服务器返回应答,获取应答后返回
21 input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
22 return input.readObject();
23 finally
24 if (socket != null) socket.close();
25 if (output != null) output.close();
26 if (input != null) input.close();
27
28
29 );
30 return instance;
31
32 1public class App
2 public static void main(String[] args) throws IOException
3 HelloService service = Client.get(HelloService.class, new InetSocketAddress ("localhost", 8020));
4 System.out.println(service.hello("RPC"));
5
6 1// 客户端
2hello : RPC
3// 服务端
4服务已启动
5收到消息:RPC 1.3.4 完善框架
通信
序列化与反序列化
服务注册中心
负载均衡
服务监控
异常处理
1.4 主流微服务框架介绍
1.4.1 Dubbo
1.4.2 Spring Cloud
Netflix Eureka
Netflix Hystrix
Netflix Zuul
Config Server
Spring Boot
本文摘自《微服务分布式构架开发实战》
《微服务分布式架构开发实战》 龚鹏rico 著 点击封面购买纸书
本书并没有过多的探讨理论性的东西,基于现有成熟框架,围绕实际项目中遇见的具体需求,以微服务分布式架构的角度去逐一分解并且实现这些需求。掌握这些知识的读者,完全有能力快速搭建出可靠、高效、灵活的微服务分布式架构。
微服务好书重磅推荐:
《深入理解Spring Cloud与微服务构建》 方志朋 著 点击封面购买纸书
本书主要针对Java开发者构建微服务框架,作者比较青睐于Java 语言的Spring Cloud微服务框架,究其原因是Spring Cloud有快速开发、持续交付和易于部署等特点,且开源社区比较活跃,同时有国际巨头公司的推动。本书在Spring Cloud框架范围内,介绍了服务注册和发现的Eureka组件、负载均衡Ribbon组件、熔断器Hystrix组件、路由网关Zuul组件、Spring Cloud配置中心、服务链路追踪等内容,同时也与其他微服务框架做了对比,拓展了微服务知识的深度和广度。本书结构清晰,行文优美,每一个例子都经过作者斟酌再三,力求使用最简单的例子,将复杂的逻辑原理阐述清楚,让读者印象深刻。
延伸推荐
你看过最有意思的科技类公众号是什么?为什么?截止时间2月26日17时,小编将选出一名读者赠送异步图书一本。 点击关键词阅读更多新书: Python|机器学习|Kotlin|Java|移动开发|机器人|有奖活动|Web前端|书单 在“异步图书”后台回复“关注”,即可免费获得2000门在线视频课程;推荐朋友关注根据提示获取赠书链接,免费得异步图书一本。赶紧来参加哦! 点击阅读原文,查看本书更多信息2018年1月重磅新书
小学生开始学Python,最接近AI的编程语言:安利一波Python书单
政策升温:大家都在学大数据,一大波好书推荐
8本新书,送出一本你喜欢的
AI经典书单| 入门人工智能该读哪些书?
今日话题
点击下方阅读原文,查看更多内容
你所不知道的chaosblade那些事(代码片段)
你所不知道的ChaosBlade那些事作者简介:肖长军,阿里巴巴技术专家,花名穹谷,多年应用性能监控研发和分布式系统高可用架构经验,现专注于混沌工程领域,具备多年混沌工程研发和实践经验。开源项目ChaosBlade的负责人,阿... 查看详情
你所不了解的devops
本文摘自人民邮电出版社异步社区《DevOps开发运维训练营》一书,点击查看http://www.epubit.com.cn/book/details/7709关注微信公众号【异步社区】每周送书DevOps开发运维训练营一旦建立了创新的文化,即使那些并非科学家或者工程师的人... 查看详情
你所不了解的vr
本文摘自《GoogleCardboardApp开发指南》远在YouTube支持360°全景视频之前,我就使用过类似的应用。开始我也想过自己制作VR眼镜,最后还是决定偷懒,买一个算了。之后我购入了一个谷歌魔镜,来进一步提高游戏体验。那天,包裹... 查看详情
你所不知道的http协议
HTTP协议1.简介HTTP协议(HyperTextTransferProtocol,超文本传输协议),是用于从万维网(WWW:WorldWideWeb)服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。HTTP基于TCP/IP通信协议来传递数据。HTTP基于客户端/服务端(C/S)架构模型,通过一个... 查看详情
你必须了解的微服务架构设计的10个要点!
近来,几乎人人都在谈论微服务。微服务之所以火热也是因为相对之前的应用开发方式有很多优点,如更灵活、更能适应现在需求快速变更的大环境等。本文将介绍微服务架构设计中的一些要点。微服务架构设计时有哪些要点呢... 查看详情
你所不知道的charcodeat与codepointat(了解js字符串的码元与码点)(代码片段)
charCodeAt与codePointAt的用法: 相同点: charCodeAt与codePointAt都是字符串实例上的方法,用途都是用来返回指定索引位字符的Unicode编码。 不同点: charCodeAt与codePointAt匹配索引位的规则不一样。charCodeAt是根据码元... 查看详情
你所不知道的华为快服务野心
随着智能手机的高速发展,现在各大厂商的手机配置已经难分高下了。对于用户来说,现在的千元级手机已经可以流畅运行王者荣耀、和平精英这类大型手机游戏,完全可以满足用户日常使用了。这是一个APP百花齐放的... 查看详情
唐卡定制之你所不知道的秘密
唐卡定制之你所不知道的秘密唐卡定制的目的涉及到了他独特的艺术特色,蕴藏着藏族艺术的神秘色彩,历史底蕴肥厚,是很多重大历史事件和政治事件的有力史据。最近流行的唐卡收藏热又将唐卡定制推到了一个巅峰,唐卡的... 查看详情
你所不知道的java之hashcode
之所以写HashCode,是因为平时我们总听到它。但你真的了解hashcode吗?它会在哪里使用?它应该怎样写?相信阅读完本文,能让你看到不一样的hashcode。使用hashcode的目的在于:使用一个对象查找另一个对象。对于使用散列的数据... 查看详情
关于istio1.1,你所不知道的细节
本文整理自Istio社区成员Star在CloudNativeDaysChina2019北京站的现场分享第1则主角IstioIstio作为servicemesh领域的明星项目,从2016年发布到现在热度不断攀升。Istio&EnvoyGithubStarGrowth官网中Istio1.1的架构图除了数据面的Envoy和控制面的Pilot... 查看详情
你所不知道的限流
在系统架构设计当中,限流是一个不得不说的话题,因为他太不起眼,但是也太重要了。这点有些像古代镇守边陲的将士,据守隘口,抵挡住外族的千军万马,一旦隘口失守,各种饕餮涌入城内,势必将我们苦心经营的朝堂庙店... 查看详情
你所不知道的日志异步落库
在互联网设计架构过程中,日志异步落库,俨然已经是高并发环节中不可缺少的一环。为什么说是高并发环节中不可缺少的呢?原因在于,如果直接用mq进行日志落库的时候,低并发下,生产端生产数据,然后由消费端异步落库... 查看详情
java中你所不知道的cas操作
1.CAS是什么 CompareandSwap(比较并操作),由处理器架构支持,语义是如果当前值V和旧值A相同,则将当前值修改为B,如果不相同则不修改。CAS操作采用的是乐观锁技术,当多线程同时修改某个变量时只有一个成功,其他线程... 查看详情
你所不知道的限流(代码片段)
在系统架构设计当中,限流是一个不得不说的话题,因为他太不起眼,但是也太重要了。这点有些像古代镇守边陲的将士,据守隘口,抵挡住外族的千军万马,一旦隘口失守,各种饕餮涌入城内,势必将我们苦心经营的朝堂庙店... 查看详情
基于docker的微服务架构实践
...创业初期探索如何布局服务架构体系的DevOps,或者想初步了解企业级架构的同学们一些参考。Micr 查看详情
天猫淘宝省钱攻略!你所不知道的内部优惠
你购物,我掏钱。天猫淘宝任你选! 荐好友,领佣金。你省我省大家省! 一路省到底,微信号:vv33487天猫购物券免费领取_什么是淘宝购物津贴 不用下载APP,不用验证激活码很多人由于对淘宝优惠券不了解,对于刚... 查看详情
你所知道的微服务技术栈?
维度(springcloud)服务开发:springbootspringspringmvc服务配置与管理:Net?x公司的Archaiusm,阿里的Diamond服务注册与发现:Eureka,Zookeeper服务调用:RestRPCgRpc服务熔断器:Hystrix服务负载均衡:RibbonNginx服务接口调用:Fegin消息队列:KafkaRabbitmqactivemq服务... 查看详情
你所知道的微服务技术栈?
维度(springcloud)服务开发:springbootspringspringmvc服务配置与管理:Net?x公司的Archaiusm,阿里的Diamond服务注册与发现:Eureka,Zookeeper服务调用:RestRPCgRpc服务熔断器:Hystrix服务负载均衡:RibbonNginx服务接口调用:Fegin消息队列:KafkaRabbitmqactivemq服务... 查看详情