Microservice Architecture 简明教程

Microservice Architecture - Introduction

微服务是一种基于服务的应用程序开发方法。此方法中,大型应用程序将被划分为最小的独立服务单元。微服务是通过将整个应用程序划分为一系列相互关联的服务来实现面向服务架构(SOA)的过程,其中每个服务只满足一项业务需求。

The Concept of Going Micro

在面向服务架构中,整个软件包将被细分为小的、相互关联的业务单元。每个这些小的业务单元将使用不同的协议互相通信,以向客户交付成功的业务。现在的问题是,微服务架构(MSA)与 SOA 有什么不同?一句话来说,SOA 是一种设计模式,微服务是实现 SOA 的实现方法,或者我们可以说微服务是 SOA 的一种类型。

以下是开发以微服务为导向的应用程序时需要记住的一些规则。

  1. Independent − 每个微服务都应该能够独立部署。

  2. Coupling − 所有微服务都应该彼此松散耦合,这样其中一个发生变化时不会影响另一个。

  3. Business Goal − 整个应用程序的每个服务单元都应该是最小的,并且能够实现一个特定的业务目标。

让我们考虑一个在线购物门户的例子,以深入了解微服务。现在让我们将整个电子商务门户分解为小型业务单元,例如用户管理、订单管理、入住、支付管理、配送管理等。一笔成功的订单需要在特定时间范围内历经所有这些模块。以下是与电子商务系统相关的不同业务单元的合并图像。

electronic commerce solutions

这些业务模块中的每一个都应该有自己的业务逻辑和利益相关者。它们与其他第三方供应商软件进行通信以满足某些特定需求,并且彼此之间也进行通信。例如,订单管理可能会与用户管理进行通信以获取用户信息。

现在,考虑到您正在运行包含前面提到的所有业务单元的在线购物门户,您确实需要一个由前端、后端、数据库等不同层组成的企业级应用程序。如果您的应用程序没有进行扩展并在一个单独的 war 文件中得到完全开发,那么它将被称为典型的单体应用程序。据 IBM 所述,典型的单体应用程序在内部应具有以下模块结构,其中只有一个端点或应用程序负责处理所有用户请求。

database

在上面的图像中,您可以看到用于存储不同用户和业务数据的不同模块,例如数据库。在前端,我们有不同的设备,我们通常在那里呈现用户或业务数据以供使用。在中间,我们有一个包可以是可部署的 EAR 或 WAR 文件,它接受用户末端的请求,借助于资源对其进行处理,然后将其呈现在用户面前。在业务需要对上述范例进行任何更改之前,一切都很好。

考虑以下情况,您必须根据业务需求更改应用程序。

业务单元需要对“搜索”模块进行一些更改。然后,您需要更改整个搜索过程并重新部署应用程序。在这种情况下,您正在重新部署其他单元而根本没有进行任何更改。

business unit

现在,您的业务部门需要对“签出”模块进行一些更改以包括“钱包”选项。您现在必须更改“签出”模块并将它重新部署到服务器中。请注意,您正在重新部署软件包的不同模块,而我们并没有对其进行任何更改。这就是面向服务的架构,更具体地说是微服务架构的概念的由来。我们可以以这种方式开发单体应用程序,使得软件的每个模块都充当独立的单元,能够独立地处理单个业务任务。

考虑以下示例。

在上述架构中,我们不会创建包含端到端紧凑服务的任何 ear 文件。相反,我们通过将它们作为服务公开来划分软件的不同部分。软件的任何部分都可以通过使用各自的服务来轻松地彼此进行通信。这就是微服务在现代 Web 应用程序中扮演重要角色的方式。

让我们在微服务的意义上比较我们的购物车示例。我们可以将购物车分解为不同的模块,例如“搜索”、“筛选”、“签出”、“购物车”、“推荐”等。如果我们想构建一个购物车门户,那么我们必须构建上述模块,使其能够彼此连接,以提供 24x7 良好的购物体验。

Advantages & Disadvantages

以下是一些使用微服务而非使用单体应用程序的优势:

Advantages

  1. Small in size - 微服务是 SOA 设计模式的一种实现。建议尽最大程度地保留你的服务。从本质上来说,一个服务不应该执行多于一项业务任务,因此它的体积将明显较小,并且比任何其他单一应用程序都更容易维护。

  2. Focused - 如前所述,每个微服务被设计用来只交付一项业务任务。在设计微服务时,架构师应该关注服务的重点,即它的可交付成果。根据定义,一个微服务应本质上是全栈的,并且应致力于只交付一项业务属性。

  3. Autonomous - 每个微服务都应是整个应用程序中的一个自治业务单元。因此,应用程序变得更加松散耦合,有助于降低维护成本。

  4. Technology heterogeneity - 微服务支持在业务单元中使用的不同技术相互进行通信,这有助于开发人员在正确的位置使用正确的技术。通过实现一个异构系统,可以获得最大的安全性、速度和可扩展系统。

  5. Resilience - 恢复力是隔离软件单元的属性。微服务在构建方法中遵循高水平的恢复力,因此当一个单元出现故障时,它不会影响整个业务。恢复力是另一个实施了高度可扩展和松散耦合系统的属性。

  6. Ease of deployment - 由于整个应用程序被细分为小单元,每个组件的本质上都应该是全栈的。与同类的其他单一应用程序不同,它们都可以在任何环境中非常轻松地进行部署,并且时间复杂度较低。

以下是有关微服务架构缺点的一些要点。

Disadvantages

  1. Distributed system - 由于技术异构性,将使用不同的技术来开发微服务的不同部分。需要大量技术娴熟的专业人员来支持这种大型异构分布式软件。因此,分布式和异构性成为使用微服务的首要缺点。

  2. Cost - 微服务成本很高,因为你必须为不同的业务任务维护不同的服务器空间。

  3. Enterprise readiness - 微服务架构可以被视为不同技术的集合体,因为技术日新月异。因此,与传统的软件开发模式相比,使微服务应用程序企业就绪非常困难。

Microservice Over SOA

下表列出了 SOA 和微服务的某些特性,展示了与 SOA 相比使用微服务的重要性。

Component

SOA

Microservice

Design pattern

SOA 是计算机软件的设计范例,其中软件组件以服务的形式对外公开,以便使用。

微服务是 SOA 的一部分。它是 SOA 的一种专门实现。

Dependency

业务单元相互依赖。

所有业务单元彼此独立。

Size

软件规模大于传统软件。

Software size is small.

Technology

技术栈小于微服务。

微服务本质上是异构的,因为使用精确技术来执行特定任务。微服务可以被视为许多技术的集合体。

Autonomous and Focus

SOA 应用程序被构建用来执行多个业务任务。

微服务应用程序旨在执行一项业务任务。

Nature

Monolithic in nature.

Full stack in nature.

Deployment

Deployment is time-consuming.

部署非常容易,因此耗时更少。

Cost-effectiveness

More cost-effective.

Less cost-effective.

Scalability

Less compared to Microservices.

Fully scaled.

Example

我们考虑一个在线出租车预订应用程序。如果我们想要使用 SOA 构建该应用程序,那么它的软件单元将是:GetPayments And DriverInformation And MappingDataAPIAuthenticateUsersAnd DriversAPI。

如果使用微服务架构构建同一个应用程序,那么它的 API 将是:SubmitPaymentsServiceGetDriverInfoServiceGetMappingDataServiceAuthenticateUserServiceAuthenticateDriverService。