引言：“微服務”是當前軟件架構領域非常熱門的詞匯，能找到很多關于微服務的定義、準則扰路，以及如何從微服務中獲益的文章尤溜，在企業(yè)的實踐中去應用“微服務”的資源卻很少。本篇文章中汗唱，會介紹微服務架構（Microservices Architecture）的基礎概念宫莱，以及如何在實踐中具體應用。
單體架構(Monolithic Architecture )
企業(yè)級的應用一般都會面臨各種各樣的業(yè)務需求哩罪，而常見的方式是把大量功能堆積到同一個單體架構中去授霸。比如：常見的ERP、CRM等系統(tǒng)都以單體架構的方式運行际插，同時由于提供了大量的業(yè)務功能碘耳，隨著功能的升級，整個研發(fā)框弛、發(fā)布辛辨、定位問題，擴展瑟枫，升級這樣一個“怪物”系統(tǒng)會變得越來越困難斗搞。
單體架構的初期效率很高，應用會隨著時間推移逐漸變大慷妙。在每次的迭代中僻焚，開發(fā)團隊都會面對新功能，然后開發(fā)許多新代碼膝擂，隨著時間推移溅呢，這個簡單的應用會變成了一個巨大的怪物。圖1：單體架構
大部分企業(yè)通過SOA來解決上述問題猿挚，SOA的思路是把應用中相近的功能聚合到一起，以服務的形式提供出去驶鹉。因此基于SOA架構的應用可以理解為一批服務的組合绩蜻。SOA帶來的問題是，引入了大量的服務室埋、消息格式定義和規(guī)范办绝。
多數(shù)情況下，SOA的服務直接相互獨立姚淆，但是部署在同一個運行環(huán)境中（類似于一個Tomcat實例下孕蝉，運行了很多web應用）。和單體架構類似腌逢，隨著業(yè)務功能的增多SOA的服務會變得越來越復雜降淮，本質上看沒有因為使用SOA而變的更好。圖1搏讶，是一個包含多種服務的在線零售網(wǎng)站佳鳖，所有的服務部署在一個運行環(huán)境中霍殴，是一個典型的單體架構。
單體架構的應用一般有以下特點：
設計系吩、開發(fā)来庭、部署為一個單獨的單元。
會變得越來越復雜穿挨，最后導致維護月弛、升級、新增功能變得異常困難
很難以敏捷研發(fā)模式進行開發(fā)和發(fā)布
部分更新科盛，都需要重新部署整個應用
水平擴展：必須以應用為單位進行擴展帽衙，在資源需求有沖突時擴展變得比較困難（部分服務需要更多的計算資源，部分需要更多內存資源）
可用性：一個服務的不穩(wěn)定會導致整個應用出問題
創(chuàng)新困難：很難引入新的技術和框架土涝，所有的功能都構建在同質的框架之上
微服務架構（Microservices Architecture）
微服務架構的核心思想是佛寿，一個應用是由多個小的、相互獨立的但壮、微服務組成冀泻，這些服務運行在自己的進程中，開發(fā)和發(fā)布都沒有依賴蜡饵。
多數(shù)人對于微服務的定義是弹渔，把本來運行在單體架構中的服務拆分成相互獨立的服務，并運行在各自的進程中溯祸。在我看來肢专，不僅如此。最關鍵的地方在于焦辅，不同的服務能依據(jù)不同的業(yè)務需求博杖，構建的不同的技術架構之上，并且聚焦在有限的業(yè)務功能之上筷登。
因此剃根，在線零售網(wǎng)站可以用圖2的微服務架構來簡單概括∏胺剑基于業(yè)務需求狈醉，需要增加一個賬戶服務微服務，因此構建微服務絕不是在單體架構中把服務拆分開這么簡單惠险。
微服務設計：規(guī)模苗傅、范圍、業(yè)務功能
你可能從零開始用微服務來構建應用班巩，也可能重構現(xiàn)有系統(tǒng)渣慕，確定微服務的規(guī)模，范圍和功能都特別重要。讓我們討論一些有關微服務設計的關鍵問題和對它的誤解：
“微”很容易被誤解：很多開發(fā)者會傾向于把服務往盡量小的顆粒度去做
在SOA方式下摇庙，服務都還是以單體架構在運行旱物，用于支持不同的功能。如果依舊采用SAO類似的服務卫袒，僅僅是名義上叫做微服務宵呛，并不能帶來任何微服務的優(yōu)勢。
那我們在微服務中應該怎樣設計呢夕凝。以下是微服務的設計指南：
職責單一原則（Single Responsibility
Principle）：把某一個微服務的功能聚焦在特定業(yè)務或者有限的范圍內會有助于敏捷開發(fā)和服務的發(fā)布宝穗。
設計階段就需要把業(yè)務范圍進行界定。
需要關心微服務的業(yè)務范圍码秉，而不是服務的數(shù)量和規(guī)模盡量小逮矛。數(shù)量和規(guī)模需要依照業(yè)務功能而定。
于SOA不同转砖，某個微服務的功能须鼎、操作和消息協(xié)議盡量簡單。
項目初期把服務的范圍制定相對寬泛府蔗，隨著深入晋控，進一步重構服務，細分微服務是個很好的做法姓赤。
微服務消息
在單體架構中赡译，不同功能之間通信通過方法調用，或者跨語言通信不铆。SOA降低了這種語言直接的耦合度蝌焚，采用基于SOAP協(xié)議的web服務。這種web服務的功能和消息體定義都十分復雜誓斥，微服務需要更輕量的機制只洒。
同步消息 – REST, Thrift
同步消息就是客戶端需要保持等待虚汛，直到服務器返回應答兢仰。REST是微服務中默認的同步消息方式崭添，它提供了基于HTTP協(xié)議和資源API風格的簡單消息格式挽鞠，多數(shù)微服務都采用這種方式（每個功能代表了一個資源和對應的操作）。
Thrift是另外一個可選的方案努释。它采用接口描述語言定義并創(chuàng)建服務，支持可擴展的跨語言服務開發(fā)，所包含的代碼生成引擎可以在多種語言中蔑穴，如 C++, Java, Python, PHP, Ruby, Erlang, Perl, Haskell, C#, Cocoa, Smalltalk 等創(chuàng)建高效的、無縫的服務惧浴，其傳輸數(shù)據(jù)采用二進制格式存和，相對 XML 和 JSON 體積更小，對于高并發(fā)、大數(shù)據(jù)量和多語言的環(huán)境更有優(yōu)勢捐腿。
異步消息 – AMQP, STOMP, MQTT
異步消息就是客戶端不需要一直等待服務應答，有應到后會得到通知茄袖。某些微服務需要用到異步消息操软，一般采用AMQP, STOMP, MQTT。
消息格式 – JSON, XML, Thrift, ProtoBuf, Avro
消息格式是微服務中另外一個很重要的因素宪祥。SOA的web服務一般采用文本消息聂薪，基于復雜的消息格式（SOAP）和消息定義（xsd）。微服務采用簡單的文本協(xié)議JSON和XML蝗羊，基于HTTP的資源API風格藏澳。如果需要二進制，通過用到Thrift, ProtoBuf, Avro耀找。
服務約定 – 定義接口 – Swagger, RAML, Thrift IDL
如果把功能實現(xiàn)為服務翔悠，并發(fā)布，需要定義一套約定野芒。單體架構中蓄愁，SOA采用WSDL，WSDL過于復雜并且和SOAP緊耦合复罐，不適合微服務涝登。
REST設計的微服務，通常采用Swagger和RAML定義約定效诅。
對于不是基于REST設計的微服務胀滚，比如Thrift，通常采用IDL（Interface Definition Languages）乱投，比如Thrift IDL咽笼。
微服務集成 (服務間通信)
微服務架構下，應用的服務直接相互獨立戚炫。在一個具體的商業(yè)應用中剑刑，需要有些機制支持微服務之間通信。因此服務間的通信機制特別重要双肤。
SOA體系下施掏，服務之間通過企業(yè)服務總線（Enterprise Service Bus）通信，許多業(yè)務邏輯在中間層（消息的路由茅糜、轉換和組織）七芭。微服務架構傾向于降低中心消息總線（類似于ESB）的依賴，將業(yè)務邏輯分布在每個具體的服務終端蔑赘。
大部分微服務基于HTTP狸驳、JSON這樣的標準協(xié)議预明，集成不同標準和格式變的不再重要。另外一個選擇是采用輕量級的消息總線或者網(wǎng)關耙箍，有路由功能撰糠，沒有復雜的業(yè)務邏輯。下面就介紹幾種常見的架構方式辩昆。
點對點方式 – 直接調用服務
點對點方式中阅酪，服務之間直接用。每個微服務都開放REST API卤材，并且調用其它微服務的接口遮斥。
很明顯，在比較簡單的微服務應用場景下扇丛，這種方式還可行术吗，隨著應用復雜度的提升，會變得越來越不可維護帆精。這點有些類似SOA的ESB较屿，盡量不采用點對點的集成方式。
點對點有下面幾個缺點:
非功能的需求卓练，比如用戶授權隘蝎、限制、監(jiān)控襟企，需要在每個微服務中進行實現(xiàn)
隨著功能的演進嘱么，服務會變得越來越復雜。
不同的服務直接顽悼，客戶端和服務直接沒有控制功能（監(jiān)控曼振、跟蹤、過濾）
直接通信在大型系統(tǒng)設計中蔚龙，一般是反面典型冰评。
因此，如果設計一個大型的微服務系統(tǒng)木羹，盡量避免點對點的通信方式甲雅，也不能像ESB這樣重量級的總線。而是一個輕量級的總線坑填，能夠提供非業(yè)務功能的抽象抛人。這就是API網(wǎng)關方式。
API-網(wǎng)關方式
API網(wǎng)關方式的核心要點是脐瑰，所有的客戶端和消費端都通過統(tǒng)一的網(wǎng)關接入微服務函匕，在網(wǎng)關層處理所有的非業(yè)務功能個。通常蚪黑，網(wǎng)關也是提供REST/HTTP的訪問API盅惜。服務端通過API-GW注冊和管理服務。
用我們網(wǎng)上商店的例子忌穿，在圖5中抒寂，所有的業(yè)務接口通過API網(wǎng)關暴露，是所有客戶端接口的唯一入口掠剑。微服務之間的通信也通過API網(wǎng)關屈芜。
采用網(wǎng)關方式有如下優(yōu)勢：
有能力為微服務接口提供網(wǎng)關層次的抽象。比如：微服務的接口可以各種各樣朴译，在網(wǎng)關層井佑，可以對外暴露統(tǒng)一的規(guī)范接口。
輕量的消息路由眠寿、格式轉換躬翁。
統(tǒng)一控制安全、監(jiān)控盯拱、限流等非業(yè)務功能盒发。
每個微服務會變得更加輕量，非業(yè)務功能個都在網(wǎng)關層統(tǒng)一處理狡逢，微服務只需要關注業(yè)務邏輯
目前宁舰，API網(wǎng)關方式應該是微服務架構中應用最廣泛的設計模式。
消息代理方式
微服務也可以集成在異步的場景下奢浑，通過隊列和訂閱主題蛮艰，實現(xiàn)消息的發(fā)布和訂閱。一個微服務可以是消息的發(fā)布者雀彼，把消息通過異步的方式發(fā)送到隊列或者訂閱主題下壤蚜。作為消費者的微服務可以從隊列或者主題共獲取消息。通過消息中間件把服務之間的直接調用解耦详羡。
通常異步的生產(chǎn)者/消費者模式仍律，通過AMQP、MQTT等異步消息規(guī)范实柠。
數(shù)據(jù)的去中心化
單體架構中水泉，不同功能的服務模塊都把數(shù)據(jù)存儲在某個中心數(shù)據(jù)庫中。
微服務方式草则，多個服務之間的設計相互獨立，數(shù)據(jù)也應該相互獨立（比如蟹漓，某個微服務的數(shù)據(jù)庫結構定義方式改變炕横，可能會中斷其它服務）。因此葡粒，每個微服務都應該有自己的數(shù)據(jù)庫份殿。
數(shù)據(jù)去中心話的核心要點：
每個微服務有自己私有的數(shù)據(jù)庫持久化業(yè)務數(shù)據(jù)
每個微服務只能訪問自己的數(shù)據(jù)庫卿嘲，而不能訪問其它服務的數(shù)據(jù)庫
某些業(yè)務場景下颂斜，需要在一個事務中更新多個數(shù)據(jù)庫。這種情況也不能直接訪問其它微服務的數(shù)據(jù)庫拾枣，而是通過對于微服務進行操作沃疮。
數(shù)據(jù)的去中心化，進一步降低了微服務之間的耦合度梅肤，不同服務可以采用不同的數(shù)據(jù)庫技術（SQL司蔬、NoSQL等）。在復雜的業(yè)務場景下姨蝴，如果包含多個微服務俊啼，通常在客戶端或者中間層（網(wǎng)關）處理。
