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基于微服务架构改造单体架构的实践总结 by 李林锋

发布者 microservice
发布于 1473209799460  浏览 1747 关键词 微服务 
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基于微服务架构改造单体 架构的实践总结

李林锋 微博、微信:Nettying



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个人简介

李林锋,2007年毕业于东北大学,2008年加入华为, 从事电信软件的架构设计和开发。8年Java NIO通信 框架、网关平台和中间件设计和开发经验,精通Java NIO、Java多线程编程和分布式服务框架等,《分布 式服务框架原理与实践》作者,目前从事云平台相关 的架构设计和开发。

公众号:Netty之家,分享Netty、服务化相关的各种案例 和实践



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目录

1 传统单体架构的弊端 2 服务化架构的演进历史 3 微服务架构的实施 4 最佳实践



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统单体架构的弊端



研发成本高:

Ø 代码重复率高 Ø 需求变更困难 Ø无法满足新业务快速上线 和敏捷交付



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传统单体架构的弊端

运维效率低:

Ø 测试、部署成本高:业务运行在一个进程中,因此系统中任何程序的改变,都需要对整个系统

重新测试并部署

Ø 可伸缩性差:水平扩展只能基于整个系统进行扩展,无法针对某一个功能模块按需扩展 Ø 可靠性差:某个应用BUG,例如死循环、OOM等,会导致整个进程宕机,影响其它合设的应用 Ø 代码维护成本高:本地代码在不断的迭代和变更,最后形成了一个个垂直的功能孤岛,只有原

来的开发者才理解接口调用关系和功能需求,新加入人员或者团队其它人员很难理解和维护这些代码

Ø 依赖关系无法有效管理:服务间依赖关系变得错踪复杂,甚至分不清哪个应用要在哪个应用

之前启动,架构师都不能完整的描述应用的架构关系



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解决对策

服务化: Ø 拆分:对应用进行水平和垂直拆分 Ø 解耦:通过服务化和订阅、发布机制对应用调用关系解耦,支持服务的自动注册和发现 Ø 透明:通过服务注册中心管理服务的发布和消费、调用关系 Ø 独立:服务可以独立打包、发布、部署、启停、扩容和升级,核心服务独立集群部署 Ø 分层:梳理和抽取核心应用、公共应用,作为独立的服务下沉到核心和公共能力层,逐渐形成稳

定的服务中心,使前端应用能更快速的响应多变的市场需求



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服务化架构的演进历史

1、MVC:解决前后端、界面、控制逻辑和业务逻辑分层问题 2、RPC:远程过程调用,本质就是分布式协作和系统间的解耦 3、SOA:服务化架构,企业级资产重用和异构系统间的集成对接 4、微服务化架构:敏捷交付、互联网、容器化发展的产物



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微服务架构

定义:微服务(MSA)是一种架构风格,旨在通过将功能分解到各个离散的服务中

以实现对解决方案的解耦。

特征:

Ø 小,且只干一件事情 Ø 独立部署和生命周期管理 Ø 异构性 Ø 轻量级通信,RPC或者Restful



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微服务架构的实施



微服务拆分原则:围绕业务功能进行垂直和水平拆分。大小粒度是难点,也是

团队争论的焦点。



不好的实践:

Ø 以代码量作为衡量标准,例如500 行以内

Ø 拆分的粒度越小越好



建议的原则:

Ø 功能完整性、职责单一性 Ø 粒度适中,团队可接受 Ø 迭代演进,非一蹴而就 Ø API的版本兼容性优先考虑



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微服务架构的实施



微服务开发原则:接口先行,语言中立,服务提供者和消费者解耦,并行

开发,提升产能。



不好的实践:

Ø 服务提供者专注于内部实现,而不 是优先提供契约化的接口

Ø 担心接口变更,迟迟不提供接口契 约,导致消费者无法并行开发



建议的原则:

Ø 接口优先 Ø 允许契约的变更,但项目组需 就接口的兼容性做约束 Ø 契约驱动测试,实现服务提供 者和消费者解耦 ØIDL,代码骨架自动生成



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微服务架构的实施



微服务测试原则:单元测试,契约测试(接口测试),行为测试,集成测试。



消费者 模 提供者







服务 桩



客户



端端



Mock



Mock



框架



框架



分布式服务框架



微服务框架提供服务端和客户端Mock框架



消费者1 消费者2 消费者...N



接口 契约

1、接口定义 2、测试用例 3、码流 4、错误码...



提 供 者



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微服务架构的实施



微服务部署原则:独立部署和生命周期管理、基础设施自动化。



启动 停止 升级 回滚 下线



选择



微服务名 订单管理 用户管理 鉴权认证



版本号 1.0.1 1.0.1 1.0.6



分组信息 无锡 南京 镇江



实现关键:微服务独立打包,物理交付件

独立,例如jar包



CI 每日构建 部署环境

自动化部署

测试环境 灰度环境 生产环境

核心技术:

1、持续交付流水线 2、Docker或PaaS平台



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微服务架构的实施



微微服务运行容器:Docker、PaaS平台(VM)



MS1



MS2



MS3



物理机

使用Docker部署微服务的优点总结:

1. 一致的环境:线上线下环境一致 2. 避免对特定云基础设施提供商的依赖 3. 降低运维团队负担 4. 高性能:接近裸机的性能 5. 多租户



微服务云化:

1. 云的弹性和敏捷 2. 云的动态性和资源隔离 3. Dev&Ops



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微服务架构的实施



微服务治理原则:线上治理、实时动态生效



服务治理展示层



服务治理Portal



服务治理元数据 服务治理SDK



服务治理接口和客户 端



服务注册中心集群 Governance服务层



服务治理服务集群



微服务治理策略:

1. 流量控制:动态、静态流控 2. 服务降级 3. 超时控制 4. 优先级调度 5. 流量迁移 6. 调用链跟踪和分析 7. 服务路由 8. 服务上线审批、下线通知 9. SLA策略控制...



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微服务最佳实践

服务路由:本地短路策略



消费者 优先 提供者



JVM 其次



消费者



提供者



JVM 服务器/VM



最后



提供者

JVM

提供者 JVM 服务器/VM



关键技术点:

Ø 优先调用本JVM内部服务提供者、 Ø 其次是相同主机或者VM的、 Ø 最后是跨网络调用



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微服务最佳实践



服务调用方式:同步调用、异步调用、并行调用



同步方式:



并行方式:



Network



异步方式:

1、Invoke()

Sevice Thread 4、获取Future



IO Thread



2、write request 7、read response



5、返回Future 3、返回Future对象 8、设置结果,唤醒阻塞的用户线程



6、主动get结果,同步阻塞



Future



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微服务最佳实践

微服务故障隔离:线程级、进程级、容器级、VM级、物理机...

关键技术点:

1. 支持服务部署到不同线程/ 线程池中 2. 核心服务和非核心服务隔离部署



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微服务最佳实践



事务一致性:大部分是最终一致性、极少部分需要强一致性



本地事务:



分布式事务:



策略:

1. 最终一致性, 消息中间件 2. 强一致性,TCC



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微服务最佳实践



时延问题:非阻塞I/O、二进制、长链接、码流压缩



本地接口调用



接口1



接口2



JVM



服务化



消费者

接口1

JVM



说明:在服务化之前,业务通常都是本地API调

用,本地方法调用性能损耗较小。服务化之后, 服务提供者和消费者之间采用远程网络通信,增 加了额外的性能损耗



网络

提供者

接口2

JVM



通信性能三要素:

ü I/O模型 ü 线程调度模型 ü 序列化方式



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微服务最佳实践

微服务接口兼容性:技术保障、管理协同

1.制定并严格执行《微服务前向兼容性规范》,避免发生不兼容修改或者 私自修改不通知周边的情况 2、接口兼容性技术保障:例如Thrift的IDL,支持新增、修改和删除字段,字段 定义位置无关性,码流支持乱序等 3、持续交付流水线的每日构建和契约化驱动测试,能够快速识别和发现不兼容



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QA

谢谢大家!



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