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Yang Libin 2019-09-28 18:45:56 +08:00 committed by GitHub
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简而言之,微服务架构风格[1]是一种将单个应用程序开发为一套小型服务的方法,每个小型服务都在自己的进程中运行,并以轻量级机制(通常是 HTTP 资源 API进行通信。这些服务围绕业务功能构建可通过全自动部署机制来独立部署。这些服务共用一个最小型的集中式管理它们可以使用不同的编程语言编写并使用不同的数据存储技术。
在开始解释微服务风格之前,将它与单monolithic风格进行比较是有用的单片应用程序被构建为单一单元。企业应用程序通常由三个部分构成:客户端用户界面(由用户机器上的浏览器中运行的 HTML 页面和 Javascript 组成)、数据库(由许多表组成,通常是在关系型数据库中管理)系统、服务器端应用程序。服务器端应用程序处理 HTTP 请求,执行一些逻辑处理,从数据库检索和更新数据,选择数据并填充到要发送到浏览器的 HTML 视图中。这个服务器端应用程序是一个整体——一个逻辑可执行文件[2]。对系统的任何更改都涉及构建和部署新版本的服务器端应用程序。
在开始解释微服务风格之前,将它与单monolithic风格进行比较是有用的单体应用程序被构建为单一单元。企业应用程序通常由三个部分构成:客户端用户界面(由用户机器上的浏览器中运行的 HTML 页面和 Javascript 组成)、数据库(由许多表组成,通常是在关系型数据库中管理)系统、服务器端应用程序。服务器端应用程序处理 HTTP 请求,执行一些逻辑处理,从数据库检索和更新数据,选择数据并填充到要发送到浏览器的 HTML 视图中。这个服务器端应用程序是一个整体——一个逻辑可执行文件[2]。对系统的任何更改都涉及构建和部署新版本的服务器端应用程序。
这种单服务器是构建这种系统的自然方式。处理一个请求的所有逻辑都在一个进程中运行,允许你使用语言的基本功能将应用程序划分为类、函数和命名空间。需要注意的是,你可以在开发人员的笔记本电脑上运行和测试应用程序,并使用部署管道确保对程序做出的改动被适当测试并部署到生产环境中。你可以通过在负载均衡器后面运行许多实例来水平扩展整体块。
这种单服务器是构建这种系统的自然方式。处理一个请求的所有逻辑都在一个进程中运行,允许你使用语言的基本功能将应用程序划分为类、函数和命名空间。需要注意的是,你可以在开发人员的笔记本电脑上运行和测试应用程序,并使用部署管道确保对程序做出的改动被适当测试并部署到生产环境中。你可以通过在负载均衡器后面运行许多实例来水平扩展整体块。
应用程序可以取得成功,但越来越多的人对它们感到不满——尤其是在将更多应用程序部署到云的时候。变更周期被捆绑在一起——即使只是对应用程序的一小部分进行了更改,也需要重建和部署整个单应用。随着时间的推移,通常很难保持良好的模块化结构,也更难以保持应该只影响该模块中的一个模块的更改。对系统进行扩展时,不得不扩展整个应用系统,而不能仅扩展该系统中需要更多资源的那些部分。
应用程序可以取得成功,但越来越多的人对它们感到不满——尤其是在将更多应用程序部署到云的时候。变更周期被捆绑在一起——即使只是对应用程序的一小部分进行了更改,也需要重建和部署整个单应用。随着时间的推移,通常很难保持良好的模块化结构,也更难以保持应该只影响该模块中的一个模块的更改。对系统进行扩展时,不得不扩展整个应用系统,而不能仅扩展该系统中需要更多资源的那些部分。
![sketch](/images/sketch.png)
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以这种方式组建的一家公司是 [www.comparethemarket.com](http://www.comparethemarket.com/)。跨职能团队负责构建和运营每个产品,每个产品拆分为多个独立的服务,彼此通过消息总线来通信。
大型单应用程序也可以围绕业务功能进行模块化,尽管这不是常见的情况。当然,我们会敦促构建单应用系统的大型团队根据业务线来将自己分解为若干小团队。我们在这里看到的主要问题是,它们往往围绕太多的上下文进行组织。如果单体跨越了模块边界,对团队的个体成员来说,很难将它们装入短期的记忆中。此外,我们看到模块化生产线需要大量的规则来执行。服务组件所要求的更加明确的分离,使得它更容易保持团队边界清晰。
大型单应用程序也可以围绕业务功能进行模块化,尽管这不是常见的情况。当然,我们会敦促构建单应用系统的大型团队根据业务线来将自己分解为若干小团队。我们在这里看到的主要问题是,它们往往围绕太多的上下文进行组织。如果单体跨越了模块边界,对团队的个体成员来说,很难将它们装入短期的记忆中。此外,我们看到模块化生产线需要大量的规则来执行。服务组件所要求的更加明确的分离,使得它更容易保持团队边界清晰。
### 是产品不是项目
我们看到的大多数应用程序开发工作都使用这样一个项目模式:目标是交付一些软件,然后就完工了。一旦完成后,软件将移交给维护组织,然后构建它的项目团队也随之解散了。
@ -115,22 +115,22 @@ Netflix 是遵循这一理念的一个很好的例子。尤其是,以库的形
由于这并不是一篇关于持续交付的文章,我们在这里只关注持续交付的几个关键特性。我们希望有尽可能多的信心确保我们的软件正常运行,因此我们进行了大量的**自动化测试**。想让软件达到“晋级”(Promotion)状态从而“推上”流水线,就意味着要在每一个新的环境中,对软件进行**自动化部署**。
一个单应用程序可以非常愉快地通过这些环境构建、测试和推动。事实证明,一旦你为单体投入了自动化整体生产,那么部署更多的应用程序似乎不再那么可怕了。请记住,持续交付的目标之一就是让“部署”工作变得“枯燥”,所以无论是一个还是三个应用程序,只要部署工作依旧很“枯燥”,那么就没什么可担心的了[12]。
一个单应用程序可以非常愉快地通过这些环境构建、测试和推动。事实证明,一旦你为单体投入了自动化整体生产,那么部署更多的应用程序似乎不再那么可怕了。请记住,持续交付的目标之一就是让“部署”工作变得“枯燥”,所以无论是一个还是三个应用程序,只要部署工作依旧很“枯燥”,那么就没什么可担心的了[12]。
我们看到团队大量的基础设施自动化的另一个领域是在管理生产环境中的微服务。与我们上面的断言(只要部署很无聊)相比,单和微服务之间没有太大的区别,但是每个部署的运行环境可能会截然不同。
我们看到团队大量的基础设施自动化的另一个领域是在管理生产环境中的微服务。与我们上面的断言(只要部署很无聊)相比,单和微服务之间没有太大的区别,但是每个部署的运行环境可能会截然不同。
![micro-deployment](/images/micro-deployment.png)
### 设计时为故障做好准备
使用服务作为组件的结果是,需要设计应用程序以便它们能够容忍服务的失败。如果服务提供者商不可用,任何服务呼叫都可能失败,客户必须尽可能优雅地对此做出响应。与单设计相比这是一个缺点因为它这会引入额外的复杂性来处理它。结果是微服务团队不断反思服务失败是如何影响用户体验的。Netflix 的 [Simian Army](https://github.com/Netflix/SimianArmy) 能够引发服务甚至数据中心的故障在工作日发生故障,从而来测试应用程序的弹性和监控能力。
使用服务作为组件的结果是,需要设计应用程序以便它们能够容忍服务的失败。如果服务提供者商不可用,任何服务呼叫都可能失败,客户必须尽可能优雅地对此做出响应。与单设计相比这是一个缺点因为它这会引入额外的复杂性来处理它。结果是微服务团队不断反思服务失败是如何影响用户体验的。Netflix 的 [Simian Army](https://github.com/Netflix/SimianArmy) 能够引发服务甚至数据中心的故障在工作日发生故障,从而来测试应用程序的弹性和监控能力。
生产中的这种自动化测试足以让大多数运维团队兴奋得浑身颤栗,就像在一周的长假即将到来前一样。这并不是说单块架构风格不能构建先进的监控系统——只是根据我们的经验,这在单块系统中并不常见罢了。
生产中的这种自动化测试足以让大多数运维团队兴奋得浑身颤栗,就像在一周的长假即将到来前一样。这并不是说单体架构风格不能构建先进的监控系统——只是根据我们的经验,这在单体系统中并不常见罢了。
由于服务可能随时发生故障,因此能够快速检测故障并在可能的情况下自动恢复服务就显得至关重要。微服务应用程序非常重视应用程序的实时监控,比如检查架构元素(数据库每秒获得多少请求)和业务相关度量(例如每分钟收到多少订单)。语义监控可以提供出现问题的早期预警系统,从而触发开发团队跟进和调查。
这对于微服务架构来说尤为重要,因为微服务偏好编排和事件写作,这会导致一些紧急状况。虽然许多权威人士对于偶然事件的价值持积极态度,但事实是,“突发行为”有时可能是一件坏事。监控至关重要,它能够快速发现不良紧急行为并进行修复。
系统也可以像微服务一样实现透明的监控——事实上,它们也应该如此。不同之处在于你必须能够知道在不同进程中运行的服务在何时断开了连接。对于同一过程中的库,这种透明性用处并不大。
系统也可以像微服务一样实现透明的监控——事实上,它们也应该如此。不同之处在于你必须能够知道在不同进程中运行的服务在何时断开了连接。对于同一过程中的库,这种透明性用处并不大。
微服务团队希望看到针对每个服务的复杂监控和日志记录,例如显示“运行/宕机”状态的仪表盘以及各种运维和业务相关的指标。有关断路器状态,当前吞吐量和延迟的详细信息也是我们在工作中经常遇到的其他例子。
@ -139,7 +139,7 @@ Netflix 是遵循这一理念的一个很好的例子。尤其是,以库的形
每当要试图将软件系统分解为组件时,你就会面临这样的决策,即如何进行拆分——我们决定拆分应用程序的原则是什么?组件的关键属性具有独立替换和可升级性的特点[13]——这意味着我们寻找这些点,想象如何在不影响其协作者的情况下重写组件。实际上,许多微服务组通过明确地期望许多服务被废弃而不是长期演变来进一步考虑这一点。
Guardian 网站是设计和构建成单应用程序的一个很好的例子,但是它也在微服务方向上不断发展演化。原先的单系统仍然是网站的核心,但他们更喜欢通过构建一些微服务 API 的方式来添加新的功能。这种方法对于本质上是临时的功能尤其方便,例如处理体育赛事的专用页面。网站的这一部分可以使用快速开发语言快速组合在一起,在赛事结束后立即删除。我们在金融机构看到过类似的方法,为市场机会增加新服务,并在几个月甚至几周后丢弃。
Guardian 网站是设计和构建成单应用程序的一个很好的例子,但是它也在微服务方向上不断发展演化。原先的单系统仍然是网站的核心,但他们更喜欢通过构建一些微服务 API 的方式来添加新的功能。这种方法对于本质上是临时的功能尤其方便,例如处理体育赛事的专用页面。网站的这一部分可以使用快速开发语言快速组合在一起,在赛事结束后立即删除。我们在金融机构看到过类似的方法,为市场机会增加新服务,并在几个月甚至几周后丢弃。
这种强调可替换性的特点,是模块化设计一般性原则的一个特例,即通过变化模式来驱动模块化的实现[14]。大家都愿意将那些同时发生变化的东西放在同一个模块,很少变化的系统模块应该与目前正在经历大量变动的系统处于不同的服务中。如果你发现自己反复更改两项服务,那就表明它们应该合并了。
@ -152,13 +152,13 @@ Guardian 网站是设计和构建成单块应用程序的一个很好的例子
然而,尽管有这些积极的经验,但并不是说我们确信微服务是软件架构的未来发展方向。虽然到目前为止我们的经验与整体应用相比是积极的,但我们意识到没有足够的时间让我们做出充分完整的判断。
通常,架构决策所产生的真正效果,只有在该决策做出若干年后才能真正显现。我们已经看到由带着强烈的模块化愿望的优秀团队所做的一些项目,最终却构建出一个单架构,并在几年之内不断腐化。许多人认为,如果使用微服务就不大可能出现这种腐化,因为服务的边界是明确的,而且难以随意搞乱。然而,对于那些开发时间足够长的各种系统,除非我们已经见识得足够多,否则我们无法真正评价微服务架构是如何成熟的。
通常,架构决策所产生的真正效果,只有在该决策做出若干年后才能真正显现。我们已经看到由带着强烈的模块化愿望的优秀团队所做的一些项目,最终却构建出一个单架构,并在几年之内不断腐化。许多人认为,如果使用微服务就不大可能出现这种腐化,因为服务的边界是明确的,而且难以随意搞乱。然而,对于那些开发时间足够长的各种系统,除非我们已经见识得足够多,否则我们无法真正评价微服务架构是如何成熟的。
有人觉得微服务或许很难成熟起来,这当然是有原因的。在组件化上所做的任何工作的成功与否,取决于软件与组件的匹配程度。准确地搞清楚某个组件的边界的位置应该出现在哪里,是一项困难的工作。进化设计承认难以对边界进行正确定位,所以它将工作的重点放到了易于对边界进行重构之上。但是当各个组件成为各个进行远程通信的服务后,比起在单一进程内进行各个软件库之间的调用,此时的重构就变得更加困难。跨越服务边界的代码移动就变得困难起来。接口的任何变化,都需要在其各个参与者之间进行协调。向后兼容的层次也需要被添加进来。测试也会变得更加复杂。
另一个问题是,如果这些组件不能干净利落地组合成一个系统,那么所做的一切工作,仅仅是将组件内的复杂性转移到组件之间的连接之上。这样做的后果,不仅仅是将复杂性搬了家,它还将复杂性转移到那些不再明确且难以控制的边界之上。当在观察一个小型且简单的组件内部时,人们很容易觉得事情已经变得更好了,然而他们却忽视了服务之间杂乱的连接。
最后,还有一个团队技能的因素。新技术往往会被技术更加过硬的团队所采用。对于技术更加过硬的团队而更有效的一项技术,不一定适用于一个技术略逊一筹的团队。我们已经看到大量这样的案例,那些技术略逊一筹的团队构建出了杂乱的单架构。当这种杂乱发生到微服务身上时,会出现什么情况?这需要花时间来观察。一个糟糕的团队,总会构建一个糟糕的系统——在这种情况下,很难讲微服务究竟是减少了杂乱,还是让事情变得更糟。
最后,还有一个团队技能的因素。新技术往往会被技术更加过硬的团队所采用。对于技术更加过硬的团队而更有效的一项技术,不一定适用于一个技术略逊一筹的团队。我们已经看到大量这样的案例,那些技术略逊一筹的团队构建出了杂乱的单架构。当这种杂乱发生到微服务身上时,会出现什么情况?这需要花时间来观察。一个糟糕的团队,总会构建一个糟糕的系统——在这种情况下,很难讲微服务究竟是减少了杂乱,还是让事情变得更糟。
我们听到的一个合理的论点是,你不应该从微服务架构开始,而是从整体开始,保持模块化,并在整体出现问题时将其拆分为微服务。(这个建议并不理想,因为好的进程内接口通常不是一个好的服务接口。)