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微服務實踐先知

1. 客戶端如何訪問這些服務?(API Gateway)

傳統的開發方式,所有的服務都是本地的,UI可以直接呼叫,現在按功能拆分成獨立的服務,跑在獨立的一般都在獨立的虛擬機器上的 Java程序了。客戶端UI如何訪問他的?後臺有N個服務,前臺就需要記住管理N個服務,一個服務下線/更新/升級,前臺就要重新部署,這明顯不服務我們 拆分的理念,特別當前臺是移動應用的時候,通常業務變化的節奏更快。另外,N個小服務的呼叫也是一個不小的網路開銷。還有一般微服務在系統內部,通常是無狀態的,使用者登入資訊和許可權管理最好有一個統一的地方維護管理(OAuth)。

所以,一般在後臺N個服務和UI之間一般會一個代理或者叫API Gateway,他的作用包括

  • 提供統一服務入口,讓微服務對前臺透明

  • 聚合後臺的服務,節省流量,提升效能

  • 提供安全,過濾,流控等API管理功能

  • 我的理解其實這個API Gateway可以有很多廣義的實現辦法,可以是一個軟硬一體的盒子,也可以是一個簡單的MVC框架,甚至是一個Node.js的服務端。他們最重要的作用是為前臺(通常是移動應用)提供後臺服務的聚合,提供一個統一的服務出口,解除他們之間的耦合,不過API Gateway也有可能成為單點故障點或者效能的瓶頸。

2. 服務之間如何通訊?(服務呼叫)

因為所有的微服務都是獨立的Java程序跑在獨立的虛擬機器上,所以服務間的通行就是IPC(inter process communication),已經有很多成熟的方案。現在基本最通用的有兩種方式。這幾種方式,展開來講都可以寫本書,而且大家一般都比較熟悉細節了, 就不展開講了。

  • REST(JAX-RS,Spring Boot)

  • RPC(Thrift, Dubbo)

  • 非同步訊息呼叫(Kafka, Notify)

一般同步呼叫比較簡單,一致性強,但是容易出調用問題,效能體驗上也會差些,特別是呼叫層次多的時候。RESTful和RPC的比較也是一個很有意 思的話題。一般REST基於HTTP,更容易實現,更容易被接受,服務端實現技術也更靈活些,各個語言都能支援,同時能跨客戶端,對客戶端沒有特殊的要 求,只要封裝了HTTP的SDK就能呼叫,所以相對使用的廣一些。RPC也有自己的優點,傳輸協議更高效,安全更可控,特別在一個公司內部,如果有統一個的開發規範和統一的服務框架時,他的開發效率優勢更明顯些。就看各自的技術積累實際條件,自己的選擇了。

非同步訊息的方式在分散式系統中有特別廣泛的應用,他既能減低呼叫服務之間的耦合,又能成為呼叫之間的緩衝,確保訊息積壓不會沖垮被呼叫方,同時能 保證呼叫方的服務體驗,繼續幹自己該乾的活,不至於被後臺效能拖慢。不過需要付出的代價是一致性的減弱,需要接受資料最終一致性;還有就是後臺服務一般要 實現冪等性,因為訊息傳送出於效能的考慮一般會有重複(保證訊息的被收到且僅收到一次對效能是很大的考驗);最後就是必須引入一個獨立的broker,如 果公司內部沒有技術積累,對broker分散式管理也是一個很大的挑戰。

3. 這麼多服務怎麼查詢?(服務發現)

     在微服務架構中,一般每一個服務都是有多個拷貝,來做負載均衡。一個服務隨時可能下線,也可能應對臨時訪問壓力增加新的服務節點。服務之間如何相互 感知?服務如何管理?這就是服務發現的問題了。一般有兩類做法,也各有優缺點。基本都是通過zookeeper等類似技術做服務註冊資訊的分散式管理。當 服務上線時,服務提供者將自己的服務資訊註冊到ZK(或類似框架),並通過心跳維持長連結,實時更新連結資訊。服務呼叫者通過ZK定址,根據可定製演算法,找到一個服務,還可以將服務資訊快取在本地以提高效能。當服務下線時,ZK會發通知給服務客戶端。

客戶端做:優點是架構簡單,擴充套件靈活,只對服務註冊器依賴。缺點是客戶端要維護所有呼叫服務的地址,有技術難度,一般大公司都有成熟的內部框架支援,比如Dubbo。 

服務端做:優點是簡單,所有服務對於前臺呼叫方透明,一般在小公司在雲服務上部署的應用採用的比較多。

4. 服務掛了怎麼辦?

    分散式最大的特性就是網路是不可靠 的。通過微服務拆分能降低這個風險,不過如果沒有特別的保障,結局肯定是噩夢。我們剛遇到一個線上故障就是一個很不起眼的SQL計數功能,在訪問量上升 時,導致資料庫load彪高,影響了所在應用的效能,從而影響所有呼叫這個應用服務的前臺應用。所以當我們的系統是由一系列的服務呼叫鏈組成的時候,我們必須確保任一環節出問題都不至於影響整體鏈路。相應的手段有很多:

  • 重試機制

  • 限流

  • 熔斷機制

  • 負載均衡

  • 降級(本地快取) 這些方法基本上都很明確通用,就不詳細說明了。比如Netflix的Hystrix:https://github.com/Netflix/Hystrix

5. 微服務需要考慮的問題

這裡有一個圖非常好的總結微服務架構需要考慮的問題,包括

  • API Gateway

  • 服務間呼叫

  • 服務發現

  • 服務容錯

  • 服務部署

  • 資料呼叫