微服务基础知识
1、微服务基础知识
1.1 系统架构的演变
随着互联⽹的发展,⽹站应⽤的规模不断扩⼤,常规的应⽤架构已⽆法应对,分布式服务架构以及微服 务架构势在必⾏,必需⼀个治理系统确保架构有条不紊的演进。
1.1.1 单体应用架构
Web应⽤程序发展的早期,⼤部分web⼯程(包含前端⻚⾯,web层代码,service层代码,dao层代码)是将所有的功能模块,打包到⼀起并放在⼀个web容器中运⾏。
比如搭建⼀个电商系统:客户下订单,商品展示,⽤户管理。这种将所有功能都部署在⼀个web容器中 运行的系统就叫做单体架构。
优点
①所有功能集成在一个项目工程中
②项目架构简单,前期开发成本低,周期短,适合小型项目
缺点
①全部功能集成在⼀个⼯程中,对于大型项目不易开发、扩展及维护。
②系统性能扩展只能通过扩展集群结点,成本⾼、有瓶颈。
③技术栈受限。
1.1.2 垂直应用架构
当访问量逐渐增⼤,单⼀应⽤增加机器带来的加速度越来越⼩,将应⽤拆成互不相⼲的⼏个应⽤,以提升效率
优点
①项⽬架构简单,前期开发成本低,周期短,⼩型项⽬的⾸选。
②通过垂直拆分,原来的单体项⽬不⾄于⽆限扩⼤
③不同的项⽬可采⽤不同的技术。
缺点
①全部功能集成在⼀个⼯程中,对于⼤型项⽬不易开发、扩展及维护。
②系统性能扩展只能通过扩展集群结点,成本⾼、有瓶颈。
1.1.3 分布式SOA架构
SOA 全称为 Service-Oriented Architecture,即⾯向服务的架构。它可以根据需求通过⽹络对松散耦合的粗粒度应⽤组件(服务)进⾏分布式部署、组合和使⽤。⼀个服务通常以独⽴的形式存在于操作系统进程中。
站在功能的⻆度,把业务逻辑抽象成可复⽤、可组装的服务,通过服务的编排实现业务的快速再⽣,⽬ 的:把原先固有的业务功能转变为通⽤的业务服务,实现业务逻辑的快速复⽤。
通过上⾯的描述可以发现 SOA 有如下⼏个特点:分布式、可重⽤、扩展灵活、松耦合
当垂直应⽤越来越多,应⽤之间交互不可避免,将核⼼业务抽取出来,作为独⽴的服务,减少代码冗余,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
优点
①抽取公共的功能为服务,提⾼开发效率
②对不同的服务进⾏集群化部署解决系统压⼒
③基于ESB/DUBBO减少系统耦合
缺点
①抽取服务的粒度较⼤
②服务提供⽅与调⽤⽅接⼝耦合度较⾼
1.1.4 微服务架构
优点
①通过服务的原⼦化拆分,以及微服务的独⽴打包、部署和升级,⼩团队的交付周期将缩短,运维成本也将⼤幅度下降
②微服务遵循单⼀原则。微服务之间采⽤Restful等轻量协议传输。
缺点
①微服务过多,服务治理成本⾼,不利于系统维护
②分布式系统开发的技术成本⾼(容错、分布式事务等)
1.1.5 SOA与微服务的关系
SOA( Service Oriented Architecture )“⾯向服务的架构”:他是⼀种设计⽅法,其中包含多个服务, 服务之间通过相互依赖最终提供⼀系列的功能。 ⼀个服务通常以独⽴的形式存在与操作系统进程中。各 个服务之间通过⽹络调⽤。
微服务架构:其实和SOA 架构类似,微服务是在SOA上做的升华,微服务架构强调的⼀个重点是“业务需 要 彻底的组件化和服务化” ,原有的单个业务系统会拆分为多个可以独⽴开发、设计、运⾏的⼩应⽤。 这些⼩应⽤之间通过服务完成交互和集成。
1.2常⻅微服务框架
1.2.1 SpringCloud
Spring Cloud是⼀系列框架的有序集合。它利⽤Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基 础设施的开发,如服务发现注册、配置中⼼、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等,都可以⽤ Spring Boot的开发⻛格做到⼀键启动和部署。 Spring Cloud并没有重复制造轮⼦,它只是将⽬前各家 公司开发的⽐较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来,通过Spring Boot⻛格进⾏再封装屏蔽掉 了复杂的配置和实现原理,最终给开发者留出了⼀套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发⼯具 包
1.2.2 ServiceComb
Apache ServiceComb是业界第⼀个Apache微服务顶级项⽬, 是⼀个开源微服务解决⽅案,致⼒于帮助 企业、⽤户和开发者将企业应⽤轻松微服务化上云,并实现对微服务应⽤的⾼效运维管理。其提供⼀站 式开源微服务解决⽅案,融合SDK框架级、 0侵⼊ServiceMesh场景并⽀持多语⾔
1.2.3 ZeroC ICE
ZeroC IceGrid是ZeroC公司的杰作,继承了CORBA的⾎统,是新⼀代的⾯向对象的分布式系统中间件。 作为⼀种微服务架构,它基于RPC框架发展⽽来,具有良好的性能与分布式能⼒
2、SpringCloud概述
2.1 微服务中的相关概念
2.1.1 服务注册与发现
服务注册:服务实例将⾃身服务信息注册到注册中⼼。这部分服务信息包括服务所在主机IP和提供服务 的Port ,以及暴露服务⾃身状态以及访问协议等信息。
服务发现:服务实例请求注册中⼼获取所依赖服务信息。服务实例通过注册中⼼,获取到注册到其中的 服务实例的信息,通过这些信息去请求它们提供的服务。
2.1.2 负载均衡
负载均衡是⾼可⽤⽹络基础架构的关键组件,通常⽤于将⼯作负载分布到多个服务器来提⾼⽹站、应⽤、数据库或其他服务的性能和可靠性。
2.1.3 熔断
熔断这⼀概念来源于电⼦⼯程中的断路器(Circuit Breaker)。在互联⽹系统中,当下游服务因访问压 ⼒过⼤⽽响应变慢或失败,上游服务为了保护系统整体的可⽤性,可以暂时切断对下游服务的调⽤。这 种牺牲局部,保全整体的措施就叫做熔断。
2.1.4 链路追踪
随着微服务架构的流⾏,服务按照不同的维度进⾏拆分,⼀次请求往往需要涉及到多个服务。互联⽹应 ⽤构建在不同的软件模块集上,这些软件模块,有可能是由不同的团队开发、可能使⽤不同的编程语⾔ 来实现、有可能布在了⼏千台服务器,横跨多个不同的数据中⼼。因此,就需要对⼀次请求涉及的多个 服务链路进⾏⽇志记录,性能监控即链路追踪
2.1.5 API⽹关
API⽹关直⾯意思是将所有API调⽤统⼀接⼊到API⽹关层,由⽹关层统⼀接⼊和输出。 ⼀个⽹关的基本 功能有:统⼀接⼊、安全防护、协议适配、流量管控、⻓短链接⽀持、容错能⼒。有了⽹关之后,各个 API服务提供团队可以专注于⾃⼰的的业务逻辑处理,⽽API⽹关更专注于安全、流量、路由等问题
2.2 SpringCloud的介绍
Spring Cloud是⼀系列框架的有序集合。它利⽤Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基 础设施的开发,如服务发现注册、配置中⼼、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等,都可以⽤ Spring Boot的开发⻛格做到⼀键启动和部署。 Spring Cloud并没有重复制造轮⼦,它只是将⽬前各家 公司开发的⽐较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来,通过Spring Boot⻛格进⾏再封装屏蔽掉 了复杂的配置和实现原理,最终给开发者留出了⼀套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发⼯具 包