如何正确微服务架构:理解什么是微服务企业架构

已经有非常长的时间没有更新《Spring Cloud构建微服务架构》系列文章了,自从开始写Spring Cloud的专题内容开始就获得了不少的阅读量和认可,当然也有一些批评,其中也不乏一些很中肯的意见和深度的问题,对我来说也是进一步提高的契机,在此感谢所有关注我博客的读者们。

由于之前主要精力都花在的编写《Spring Cloud微服务实战》一书上,所以该系列文章就没有得到持续的维护和更新。由于漫长的写书过程和繁琐的出版流程,在本书一面世的时候,在版本上已经落后于当前的最新版本。虽然在书中前前后后加入了一些版本更新的注意事项,但是认识过程不是一蹴而就的,总是随着实践的深入慢慢发现的。所以,决定重写一下该系列文章,一方面将Spring Cloud的版本更新到Dalston,另一方面重新组织内容并增加一些之前没有写过的重要组件。希望通过这个系列,来帮助准备使用Spring Cloud的朋友们快速入门。同时,也是作为《Spring Cloud微服务实战》一书对最新版本做一些不同内容的补充。

Spring Cloud是一个基于Spring Boot实现的云应用开发工具,它为基于JVM的云应用开发中涉及的配置管理、服务发现、断路器、智能路由、微代理、控制总线、全局锁、决策竞选、分布式会话和集群状态管理等操作提供了一种简单的开发方式。

“微服务架构”在这几年非常的火热,以至于关于微服务架构相关的开源产品被反复的提及(比如:netflix、dubbo),Spring Cloud也因Spring社区的强大知名度和影响力也被广大架构师与开发者备受关注。

那么什么是“微服务架构”呢?简单的说,微服务架构就是将一个完整的应用从数据存储开始垂直拆分成多个不同的服务,每个服务都能独立部署、独立维护、独立扩展,服务与服务间通过诸如RESTful API的方式互相调用。

对于“微服务架构”,大家在互联网可以搜索到很多相关的介绍和研究文章来进行学习和了解。也可以阅读始祖Martin Fowler的《Microservices》(中文版翻译),本文不做更多的介绍和描述。

在简单介绍了Spring Cloud和微服务架构之后,下面回归本文的主旨内容,如何使用Spring Cloud来实现服务治理。

由于Spring Cloud为服务治理做了一层抽象接口,所以在Spring Cloud应用中可以支持多种不同的服务治理框架,比如:Netflix Eureka、Consul、Zookeeper。在Spring Cloud服务治理抽象层的作用下,我们可以无缝地切换服务治理实现,并且不影响任何其他的服务注册、服务发现、服务调用等逻辑。

所以,下面我们通过介绍两种服务治理的实现来体会Spring Cloud这一层抽象所带来的好处。

OSS整合。通过一些简单的注解,开发者就可以快速的在应用中配置一下常用模块并构建庞大的分布式系统。它主要提供的模块包括:服务发现(Eureka),断路器(Hystrix),智能路由(Zuul),客户端负载均衡(Ribbon)等。

下面,就来具体看看如何使用Spring Cloud Eureka实现服务治理。

 

通过@EnableEurekaServer注解启动一个服务注册中心提供给其他应用进行对话。这一步非常的简单,只需要在一个普通的Spring Boot应用中添加这个注解就能开启此功能,比如下面的例子:

 

在默认设置下,该服务注册中心也会将自己作为客户端来尝试注册它自己,所以我们需要禁用它的客户端注册行为,只需要在application.properties配置文件中增加如下信息:

 

为了与后续要进行注册的服务区分,这里将服务注册中心的端口通过server.port属性设置为1001。启动工程后,访问:,可以看到下面的页面,其中还没有发现任何服务。

下面我们创建提供服务的客户端,并向服务注册中心注册自己。本文我们主要介绍服务的注册与发现,所以我们不妨在服务提供方中尝试着提供一个接口来获取当前所有的服务信息。

 

其次,实现/dc请求处理接口,通过DiscoveryClient对象,在日志中打印出服务实例的相关内容。

 
 

我们在完成了服务内容的实现之后,再继续对application.properties做一些配置工作,具体如下:

通过spring.application.name属性,我们可以指定微服务的名称后续在调用的时候只需要使用该名称就可以进行服务的访问。eureka.client.serviceUrl.defaultZone属性对应服务注册中心的配置内容,指定服务注册中心的位置。为了在本机上测试区分服务提供方和服务注册中心,使用server.port属性设置不同的端口。

启动该工程后,再次访问:

当然,我们也可以通过直接访问eureka-client服务提供的/dc接口来获取当前的服务清单,只需要访问:

其中,方括号中的eureka-client就是通过Spring Cloud定义的DiscoveryClient接口在eureka的实现中获取到的所有服务清单。由于Spring Cloud在服务发现这一层做了非常好的抽象,所以,对于上面的程序,我们可以无缝的从eureka的服务治理体系切换到consul的服务治理体系中区。

Spring Cloud Consul项目是针对Consul的服务治理实现。Consul是一个分布式高可用的系统,它包含多个组件,但是作为一个整体,在微服务架构中为我们的基础设施提供服务发现和服务配置的工具。它包含了下面几个特性:

由于Spring Cloud Consul项目的实现,我们可以轻松的将基于Spring Boot的微服务应用注册到Consul上,并通过此实现微服务架构中的服务治理。

以之前实现的基于Eureka的示例(eureka-client)为基础,我们如何将之前实现的服务提供者注册到Consul上呢?方法非常简单,我们只需要在pom.xml中将eureka的依赖修改为如下依赖:

 

接下来再修改一下application.properites,将consul需要的配置信息加入即可,比如:(下面配置是默认值)

到此为止,我们将eureka-client转换为基于consul服务治理的服务提供者就完成了。前文我们已经有提到过服务发现的接口DiscoveryClient是Spring Cloud对服务治理做的一层抽象,所以可以屏蔽Eureka和Consul服务治理的实现细节,我们的程序不需要做任何改变,只需要引入不同的服务治理依赖,并配置相关的配置属性就能轻松的将微服务纳入Spring Cloud的各个服务治理框架中。

下面可以尝试让consul的服务提供者运行起来。这里可能读者会问,不需要创建类似eureka-server的服务端吗?由于Consul自身提供了服务端,所以我们不需要像之前实现Eureka的时候创建服务注册中心,直接通过下载consul的服务端程序就可以使用。

我们可以用下面的命令启动consul的开发模式:

 

consul服务端启动完成之后,我们再将之前改造后的consul服务提供者启动起来。consul与eureka一样,都提供了简单的ui界面来查看服务的注册情况:

更多关于Consul的使用指南,读者可查看官方文档:

更多Spring Cloud内容请持续关注我的博客更新或在《Spring Cloud微服务实战》中获取。

样例工程将沿用之前在码云和GitHub上创建的SpringCloud-Learning项目,重新做了一下整理。通过不同目录来区分Brixton和Dalston的示例。

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一、首先谈谈传统系统架构和微服务架构

传统的系统架构是单一架构模式。这种架构模式就是把应用整体打包部署,具体的样式依赖本身应用采用的语言,如果采用java语言,自然你会打包成war包,部署在Tomcat或者Jetty这样的应用服务器上,如果你使用spring boot还可以打包成jar包部署。其他还有Rails和Node.js应用以目录层次的形式打包。

微服务架构则是将单个的整体应用程序分割成更小的项目关联的独立的服务。一个服务通常实现一组独立的特性或功能,包含自己的业务逻辑和适配器。各个微服务之间的关联通过暴露api来实现。这些独立的微服务不需要部署在同一个虚拟机,同一个系统和同一个应用服务器中。

二、为什么需要微服务架构?

单一架构模式在项目初期很小的时候开发方便,测试方便,部署方便,运行良好。可是当应用随着时间的推进,加入的功能越来越多,最终会变得巨大,一个项目中很有可能数百万行的代码,互相之间繁琐的jar包。

1、    不再适用敏捷开发,过于复杂,任何开发者都不能够完全理解,修复漏洞和实现新功能变得困难和耗时。

2、    规模越大,启动时间越长,自然会拖慢开发进度,一个小功能的修改部署起来变得困难,必须重新部署整个应用。

3、    系统的不同的模块的需要不同的特定的虚拟机环境时,由于是整体应用,那么只能折中选择。

4、    任意模块的漏洞或者错误都会影响这个应用,降低系统的可靠性

5、    还有一个如果想整体应用采用新的技术,新的框架或者语言,那是不可能的。

如果采用微服务架构模式,则可以解决单一架构模式带来的系统复杂性。主要包括以下几个好处:

1、    由于每个服务都是独立并且微小的,由单独的团队负责,仍然可以采用敏捷开发模式,自由的选择合适的技术,甚至可以重写老服务,当然都要遵守统一的API约定。

2、    每一个微服务都是独立部署的,可以进行快速迭代部署,根据各自服务需求选择合适的虚拟机和使用最匹配的服务资源要求的硬件。

3、    整体应用程序被分解成可管理的模块和服务,单个的服务可以更快的开发、更简单的理解和维护。

4、    一些需要进行负载均衡的服务可以部署在多个云虚拟机上,加入NGINX这样的负载均衡器在多个实例之间分发请求,这样不需要整个应用进行负载均衡了。

每个后端服务暴露一套REST API,大部分服务调用其他服务提供的API。每个服务都有自己的数据库模式,而不是共享单个数据库模式。尽管这会造成某些数据的冗余,但是对于微服务架构这个独立数据库模式是必要的,确保了独立服务之间的松散耦合。

以上介绍的微服务架构模式表面上类似于SOA,两种架构都包含一组服务。可以认为微服务架构是不包括Web服务规范(WS-)、企业服务总线(ESB)的SOA。基于微服务的应用倾向于使用更简单轻量级的协议,比如 REST 而不是 WS-。微服务自己实现类似 ESB 的功能并且拒绝 SOA 的其他部分,比如规范模式的概念。

三、不可否认的微服务缺点

1、  微服务应用作为分布式系统带来了复杂性。当应用是整体应用程序时,模块之间调用都在应用之内,即使进行分布式部署,依然在应用内调用。可是微服务是多个独立的服务,当进行模块调用的时候,分布式将会麻烦。

2、  多个独立数据库,事务的实现更具挑战性。

3、  测试微服务变得复杂,当一个服务依赖另外一个服务时,测试时候需要另外一个服务的支持。

4、  部署基于微服务的应用也很复杂,整体应用程序部署只需要部署在一组相同的服务器上,在这些服务前面加入传统的负载均衡器即可。独立服务的不是讲变得复杂,需要更高的自动化形式。

总结:以上就是微服务的基础介绍,那么如何实现微服务架构,Spring Cloud将起到什么作用,敬请期待。

最后推荐学习微服务的相关基础知识:

PS:刚开始写博客,不定期更新,记录学习Spring Cloud的学习过程

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分布式架构与微服务平台是当今IT界的关键技术,也是资深软件工程师和系统架构师必须掌握的核心技术。《架构解密:从分布式到微服务》以从传统分布式架构迁移到基于容器技术的微服务架构为主线,全面、透彻地介绍了与分布式架构及微服务相关的知识和技术。《架构解密:从分布式到微服务》一开始并没有提及分布式的枯燥理论,而是讲述了一段精彩的IT发展史,其中重点讲述了大型机、UNIX小机器的没落与X86平台的崛起,从而巧妙地引出CPU、内存、网络、存储的分布式演进过程,这恰恰是分布式软件系统赖以运行的“物质基础”。然后简明扼要地介绍了进行系统架构所必需的网络基础,并详细介绍了分布式系统中的经典理论、设计套路及RPC通信,对内存、SOA架构、分布式存储、分布式计算等进行了深度解析,最后详细介绍了全文检索与消息队列中间件,以及微服务架构所涉及的重点内容。

《架构解密:从分布式...

分布式架构与微服务平台是当今IT界的关键技术,也是资深软件工程师和系统架构师必须掌握的核心技术。《架构解密:从分布式到微服务》以从传统分布式架构迁移到基于容器技术的微服务架构为主线,全面、透彻地介绍了与分布式架构及微服务相关的知识和技术。《架构解密:从分布式到微服务》一开始并没有提及分布式的枯燥理论,而是讲述了一段精彩的IT发展史,其中重点讲述了大型机、UNIX小机器的没落与X86平台的崛起,从而巧妙地引出CPU、内存、网络、存储的分布式演进过程,这恰恰是分布式软件系统赖以运行的“物质基础”。然后简明扼要地介绍了进行系统架构所必需的网络基础,并详细介绍了分布式系统中的经典理论、设计套路及RPC通信,对内存、SOA架构、分布式存储、分布式计算等进行了深度解析,最后详细介绍了全文检索与消息队列中间件,以及微服务架构所涉及的重点内容。

《架构解密:从分布式到微服务》是Leader-us多年架构经验的倾情分享,主要面向关注分布式架构及微服务,以及有志于成为实力派架构师的IT人士。

第1章 大话分布式系统 1

1.1.1 划时代的第一台计算机 1

1.1.3 贵族的没落与平民的胜利 6

1.1.5 超级计算机的绝地反击 11

1.2 分布式系统的开国元勋 13

1.5 这是一个最好的时代 21

第2章 “知识木桶”中的短板—— 网络基础 23

2.1 即使高手也不大懂的网络 23

2.3 AIO,大道至简的设计与苦涩的现实 45

2.4 网络传输中的对象序列化问题 50

第3章 分布式系统的经典基础理论 55

3.1 从分布式系统的设计理念说起 55

3.2 分布式系统的一致性原理 58

3.5 BASE准则,一个影响深远的指导思想 72

3.6 重新认识分布式事务 73

3.6.1 数据库单机事务的实现原理 73

3.6.3 互联网中的分布式事务解决方案 78

第5章 深入浅析内存 107

5.1 你所不知道的内存知识 107

5.2 内存计算技术的前世今生 118

第6章 深入解析分布式存储 138

6.3 高性能计算领域的分布式文件系统 148

第7章 聊聊分布式计算 166

第8章 全文检索与消息队列中间件 201

第9章 微服务架构 244

9.1.3 如何全面理解微服务架构 249

9.2 几种常见的微服务架构方案 253

9.2.3 基于消息队列的微服务架构 259

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