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微服务特性
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下面是我根据原文及翻译总结出的要点
1. 介绍
“微服务架构(Microservice Architecture)”,它用于描述一种设计应用程序的特别方式,作为一套独立可部署的服务。
整体风格(monolithic style):一个完整应用程序(monolithic application)构建成一个单独的单元。企业级应用通常被构建成三个主要部分:客户端用户界面(由运行在客户机器上的浏览器的 HTML 页面、Javascript 组成)、数据库(由许多的表构成一个通用的、相互关联的数据管理系统)、服务端应用。服务端应用处理 HTTP 请求,执行领域逻辑(domain logic),检索并更新数据库中的数据,使用适当的 HTML 视图发送给浏览器。服务端应用是完整的 ,是一个单独的的逻辑执行。任何对系统的改变都涉及到重新构建和部署一个新版本的服务端应用程序。
微服务架构风格(microservice architectural style):把应用程序构建为一套服务。事实是,服务可以独立部署和扩展,每个服务提供了一个坚实的模块边界,甚至不同的服务可以用不同的编程语言编写。它们可以被不同的团队管理。
2. 组件化(Componentization )与服务(Services)
什么是组件?我们的定义是,组件(component)是一个可独立替换和升级的软件单元。
微服务架构(Microservice architectures)会使用库(libraries),但组件化软件的主要方式是把它拆分成服务。我们把库(libraries)定义为组件,这些组件被链接到程序,并通过内存中函数调用(in-memory function calls)来调用,而服务(services )是进程外组件(out-of-process components),他们利用某个机制通信,比如 WebService 请求,或远程过程调用(remote procedure call)。
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把服务当成组件(而不是组件库)的一个主要原因是,服务可以独立部署。如果你的应用程序是由一个单独进程中的很多库组成,那么对任何一个组件的改变都将导致必须重新部署整个应用程序。但是如果你把应用程序拆分成很多服务,那你只需要重新部署那个改变的服务。当然,这也不是绝对的,有些服务会改变导致协调的服务接口,但是一个好的微服务架构的目标就是通过在服务契约(service contracts)中解耦服务的边界和进化机制来避免这些。
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另一个考虑是,把服务当组件将拥有更清晰的组件接口。大多数开发语言都没有一个良好的机制来定义一个发布的接口(Published Interface)。发布的接口是指一个类向外公开的成员,比如 Java 中的声明为 Public 的成员,C# 中声明为非 Internal 的成员。通常只有在文档和规范中会说明,这是为了让避免客户端破坏组件的封装性,阻止组件间紧耦合。服务通过使用公开远程调用机制可以很容易避免这些。
像这样使用服务也有不足之处。远程调用比进制内调用更消耗资源,因此远程 API 需要粗粒度(coarser-grained),但这会比较难使用。如果你需要调整组件间的职责分配,当跨越进程边界时,这样做将会很难。
一个可能是,我们看到,服务可以映射到运行时进程(runtime processes)上,但也只是一个可能。服务可以由多个进程组成,它们会同时开发和部署,例如一个应用程序进程和一个只能由这个服务使用的数据库。
3. 围绕业务功能的组织
当寻找把一个大的应用程序拆分成小的部分时,通常管理都会集中在技术层面,UI团队、服务端业务逻辑团队和数据库团队。当使用这种标准对团队进行划分时,甚至小小的更变都将导致跨团队项目协作,从而消耗时间和预算审批。一个高效的团队会针对这种情况进行改善,两权相害取其轻。业务逻辑无处不在。实践中,这就是 Conway's Law 的一个例子。
Melvyn Conway 的意识是,像下图所展示的,设计一个系统时,将人员划分为 UI 团队,中间件团队,DBA 团队,那么相应地,软件系统也就会自然地被划分为 UI 界面,中间件系统,数据库。

微服务(microservice )的划分方法不同,它倾向围绕业务功能的组织来分割服务。这些服务实现商业领域的软件,包括用户界面,持久化存储,任何的外部协作。因此,团队是跨职能的(cross-functional),包含开发过程所要求的所有技能:用户体验(user-experience)、数据库(database)和项目管理(project management)。

跨职能的团队同时负责构建和运营每个产品,每个产品被分割成许多单个的服务,这些服务通过消息总线(Message Bus)通信。
大型的整体应用程序(monolithic applications)也可以按照业务功能进行模块化(modularized),尽管这样情况不常见。当然,我们可以敦促一个构建整体应用程序(monolithic application )的大型团队,按业务线来分割自己。我们已经看到的主要问题是,这种组件形式会导致很多的依赖。如果整体应用程序(monolithic applications)跨越很多模块边界(modular boundaries ),那么对于团队的每个成员短期内修复它们是很困难的。此外,我们发现,模块化需要大量的强制规范。服务组件所要求的必需的更明确的分离使得保持团队边界清晰更加容易。
4. 强化终端及弱化通道
当构建不同的进程间通信机制的时候,我们发现有许多的产品和方法能够把更加有效方法强加入的通信机制中。比如企业服务总线(ESB),这样的产品提供更有效的方式改进通信过程中的路由、编码、传输、以及业务处理规则。
微服务倾向于做如下的选择:强化终端及弱化通道。微服务的应用致力松耦合和高内聚:采用单独的业务逻辑,表现的更像经典Unix意义上的过滤器一样,接受请求、处理业务逻辑、返回响应。它们更喜欢简单的REST风格,而不是复杂的协议,如WS或者BPEL或者集中式框架。
有两种协议最经常被使用到:包含资源API的HTTP的请求--响应和轻量级消息通信协议。
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微服务团队采用 基于互联网(广义上,包含Unix系统)构建系统的原则和规范,这样经常使用的资源几乎不用什么的代价就可以被开发者或者运行商缓存。
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二是通过轻量级消息总线来发布消息。这种的通信协议非常的单一(单一到只负责消息路由),像RabbitMQ或者ZeroMQ这样的简单的实现甚至像可靠的异步机制都没提供,以至于需要依赖产生或者消费消息的终端或者服务来处理这类问题。
在整体工风格中,组件在进程内执行,进程间的消息通信通常通过调用方法或者回调函数。从整体式风格到微服务框架最大的问题在于通信方式的变更。从内存内部原始的调用变成远程调用,产生的大量的不可靠通信。因此,你需要把粗粒度的方法成更加细粒度的通信。
5. 分散治理
集中治理的一种好处是在单一平台上进行标准化。经验表明这种趋势的好处在缩小,因为并不是所有的问题都相同,而且解决方案并不是万能的。我们更加倾向于采用适当的工具解决适当的问题,整体式的应用在一定程度上比多语言环境更有优势,但也适合所有的情况。
把整体式框架中的组件,拆分成不同的服务,我们在构建它们时有更多的选择。
6. 分散数据管理
应用之间对数据的分散管理有多种不同的表现形式很普遍,但应用内部这个问题也存在,特别是当应用拆分成不同的组件时。对待这个问题非常有用的方式为Bounded Context的领域驱动设计。DDD把复杂的领域拆分成不同上下文边界以及它们之间的关系。这样的过程对于整体架构和微服务框架都很有用,但是服务间存在着明显的关系,帮助我们对上下文边界进行区分,同时也像我们在业务功能中谈到的,强行拆分。
对概念模式下决心进行分散管理时,微服务也决定着分散数据管理。当整体式的应用使用单一逻辑数据库对数据持久化时,企业通常选择在应用的范围内使用一个数据库,这些决定也受厂商的商业权限模式驱动。微服务让每个服务管理自己的数据库:无论是相同数据库的不同实例,或者是不同的数据库系统。这种方法叫Polyglot Persistence。你可以把这种方法用在整体架构中,但是它更常见于微服务架构中。将数据责任分散到微服务之间对管理更新有影响。常见的处理更新的方式是使用事务以确保更新多个资源时的一致性。这种方法常用于单体系统。
使用这样的事务有助于实现一致性,但会带来显著的时间耦合,这在多个服务之间存在问题。跨越多个服务。分布式事务以实现难度著称,因此微服务架构强调服务间的无交易协调,并且明确认识到一致性可能只有最终才会实现一致性和问题通过补偿来解决作。

7. 基础设施自动化
基本的构建流程图如下:

模块化部署的区别:

8. 容错性设计
使用服务作为组件的一个结果在于应用需要有能容忍服务的故障的设计。任务服务可能因为供应商的不可靠而故障,客户端需要尽可能的优化这种场景的响应。
由于服务可以随时故障,快速故障检测,乃至,自动恢复变更非常重要。微服务应用把实时的监控放在应用的各个阶段中,检测构架元素(每秒数据库的接收的请求数)和业务相关的指标(每分钟接收的订单数)。监控系统可以提供一种早期故障告警系统,让开发团队跟进并调查。
整体架构,跟微服务一样,在构建时是通明的,但区别在于不同进程间运行的服务是不相关的。