前言
隨著互聯網對各個行業的深度滲透,它對行業的改變除了使行業有了新的業務形式,還有對業務更新節奏的提速,近兩年在與處于各種不同行業的朋友的交流中,感受最深的一點就是“這世界變化太快了”,如果前兩年這種“快”的影響還只在互聯網領域,那么現在幾乎所有的行業都已經被裹挾到這個浪潮中來了,而“微服務”便是在這樣的大勢之下應運而生,由前兩年互聯網公司的“玩具”轉變為被更多企業級IT系統所接受和嘗試東西,
從計算機的發展歷史來看,微服務是一一個新生產物,但它不是從石頭縫里突然蹦出來的,它的設計思想其實是分布式系統與SOA的延續,同時又汲取了DevOps、持續集成、持續交付等工程實踐,并借著云計算和容器化的春風開始了它的馳騁之旅,因此,要做好微服務架構,既需要在業務和技術方面鉆研得夠深,又需要具有涵蓋整個生命周期的廣博知識,但兩者很難兼得,但本書的內容恰恰在這兩方面都得到了很好的體現,我想,這一方面得益于本書已是第2版,在前一版全面介紹微服務架構的基礎之上,是一次體 系化的精進,內容臻于成熟,華為親身經歷的眾多大型專案,識訓了大量實踐微服務架構的經驗,
與時俱進,從Martin Fowler提出“微服務”概念至今,不過三、四年時間,這其中已經誕生了許多能“呼風喚雨”的平臺和框架,在軟體設計領域,實作技術瞬息萬變,唯有設計思想方能歷久彌新,
下面我們就進入微服務架構之美吧
微服務架構與實踐
目錄
第一部分、基礎篇
第1部分為基礎篇,介紹應用架構的演進歷程以及微服務誕生的背景,并通過對微服務概念、特征的探討,幫助讀者深刻理解微服務的本質,同時,本部分的內容也客觀地闡述了實施微服務時所面臨的挑戰,
- 軟體架構發展回顧以及微服務誕生的背景,
- 微服務架構的本質及落地時面臨的挑戰,
- 微服務與SOA、Serverless 的關系,
- 下一代微服務Service Mesh.
微服務架構綜述
單體架構( Monolithic Architecture )
計算機科學領域自成立以來就遇到了與復雜性有關的問題,開發人員通過選擇正確的資料結構,開發演算法以及應用關注點分離的概念來解決早期的復雜問題,當時的企業組織結構多為功能型組織,同時服務只能部署在性能、可靠性強大但價格不菲的大型機上,在這樣的條件下,應用的呈現、邏輯處理和資料存盤等功能,都集中部署和運行在同一臺服務器上,通常稱為單體架構,
分層架構( Layered Architecture )
隨著服務器開始在Web世界中承擔更多的職責,如服務UI、事務處理、資料存盤等,由于受到面向程序的思維及設計方式的影響,所有的邏輯代碼并沒有明顯的區分,因此代碼之間的呼叫相互交錯,錯綜復雜,
微服務架構的特征
從業界的討論來看,微服務架構的特征通常包括以下六個部分:
- 服務作為組件
- 圍繞業務組織團隊
- 關注產品而非專案
- 技術多樣性
- 業務資料獨立
- 基礎設施自動化
Serverless的應用場景
第二部分、策略篇
從概念的維度看,微服務架構是一種架構模式,但從實作的維度看,微服務的落地程序絕不能僅關注微服務架構本身,實際上,微服務的落地程序通常會涉及IT領域過去多年的“最佳實踐集”,包括但不限于持續集成、敏捷實踐、運維自動化、測驗自動化、DevOps 以及全功能團隊等,對于落地微服務的團隊而言,如何系統化地、有效地應用這些實踐呢?優先考慮哪些實踐,哪些實踐依賴于其他實踐呢?
針對上述這些問題,本書的第2部分將重點講述微服務落地的思路和實作方式,其主要內容包括:
- 如何系統化地理解微服務全景圖一微服務 生態系統,
- 什么是微服務實施參考模型,以及如何通過參考模型循序漸進地制定微服務演進路線,
- 在微服務演程序序中,涉及哪些重要的實踐,如自動化測驗、部署管理、運維等,
- 對遺留系統進行改造的方式,如絞殺者模式,以及改造案例,
微服務生態系統
基于筆者過去的經驗,在幫助企業實施微服務的程序中,如果只是從架構解耦的角度入手,很難產生效果,從架構上看,微服務架構雖然是一種架構模式,但從實作上看,已經不能僅僅關注架構本身,需要從分布式、流程、工具、組織、文化、DevOps以及端到端的整體交付等考慮,這其實就是筆者所理解的微服務生態系統,構建好微服務生態系統,微服務的落地才能事半功倍,才能更高效地為業務創造價值,
微服務生態系統的核心內容
微服務生態系統主要包括兩部分,即核心內容和工程實踐,如圖2-2所示,其中,核心內容是微服務演程序序中的重要部分,包括注冊發現、配置管理、監控告警、日志聚合、呼叫鏈等內容,工程實踐是微服務演進中的重要保障,包括交付流水線、開發框架,以及工程實踐(全功能團隊的落地實踐),
微服務關鍵技術
然而在微服務的實施程序中仍將面臨許多挑戰,例如如何設計出合理的微服務架構,以便高效地實作業務需求,同時,隨著服務數量的增多,如何有效地實作大規模微服務的治理和運維,也會成為新的挑戰,
服務劃分
基于非功能性因素
CQRS的實作方案
三階段提交
針對兩階段提交的問題,主要是協調者失敗引發的問題,三階段提交進一 步將準備階段又劃分為兩個階段,并引入了超時策略來緩解阻塞的問題,所以三階段提交就變成了:確認能否進行事務操作、預提交和提交,
TCC模式
在微服務的分布式場景下,業務運行流程可能較長,采用傳統ACID的事務方式會造成運行等待時間過長,除了前面提到的2PC/3PC的事務處理方式,還可以采用事務補償的方式,即先執行正常的業務邏輯,當出現問題時,如流程中某些環節出錯,再執行補償的動作,即取消或者重試,
微服務參考模型
微服務參考模型梳理了產品在微服務實施程序中的適用性評估、成熟度參考、度量體系以及能力提升計劃,旨在幫助團隊盡早識別微服務實施程序中的風險,并有效地推進微服務相關實踐的落地,
程序類度量指標
程序類度量指標又稱輔助類度量指標,是團隊實施微服務程序中的“放大鏡”,能有效觀察區域改進的效果,衡量的是團隊在某個方面的能力提升和水平高低,對于交付程序中各個區域環節,筆者推薦的程序類度量指標如下表所示,筆者可以根據具體場景,采取部分或者全部指標進行度量,
基于參考模型的實踐
有了充實的理論基礎、豐富的工具以及明確的目標,如何在這些基礎上,以多、快、好、省的方式,落實理論,選擇合適的工具,就變成了實際的問題,本章將從微服務團隊、核心敏捷實踐、服務設計與實作、運維管理、測驗管理、交付流水線、部署管理等維度出發,介紹筆者過去對不同專案實施微服務的實踐,這些實踐曾經幫助筆者在多個團隊中順利完成架構、組織的演進和工程能力的提升,希望這些內容能對讀者有所啟發和幫助,提高微服務實施的投入產出比,
作業任務可視化
架構即代碼
監控機制
通過資料流水線統監控方式
對微服務測驗的系統化思考
與測驗活動相關的角色劃分與協作
構建服務靜態依賴圖
由于內容細節過多就不一一展示了
遺留系統的微服務改造
隨著時間的推移,遺留系統的維護和管理的成本越來越大,在向微服務架構全面轉型的程序中,這些遺留系統就像一只只“攔路虎”,阻擋微服務轉型之路,如何在不影響業務的同時,以更安全、更高效、更低成本的方式將這些遺留系統進行微服務改造,使之順利融入微服務架構,并充分利用到微服務架構的優勢呢?本章將詳細介紹如何解決遺留系統的微服務改造問題,
絞殺者模式
遺留系統改造場景
第三部分、實戰篇
在本書的第1部分基礎篇中,闡述了微服務架構的理論基礎以及其本質,理解這部分是落地微服務化的前提:在第2部分策略篇中,探討了微服務生態系統、微服務參考模型以及相應的工程實踐,幫助讀者有效地落地微服務:在第3部分實踐篇中,將以開源專案SockShop 為背景,探討如何使用ServiceComb作為開發框架,ServiceStage作為基礎設施,構建SockShop系統,本部分的主要內容包括:
- ServiceComb與Service Stage綜述,
- SockShop系統的分析、設計以及服務實作,
- SockShop系統的部署、編排以及服務治理,
微服務開發框架ServiceComb
微服務云應用平臺ServiceStage
AOS編排服務
SockShop系統分析與設計
建立統一語言
架構設計
實作SockShop系統的第一個服務
本章將介紹SockWorks團隊,如何實作SocksShop系統的第一. 個服務,并完成端到端的自動化測驗、打包、部署及發布程序,
商品服務自動化測驗
實作SockShop系統的其他服務
運行SockShop系統
部署SockShop系統
運維SockShop系統
ServiceStage相關概念
集群:一個集群指容器運行所需要的云資源組合,關聯了若干云服務器節點、負載均衡等云資源,
節點:每一個節點對應-臺虛擬機, 容器應用運行在節點 上,節點上運行著代理程式( kubelet),用于管理節點上運行的容器實體,節點規格最小是CPU為lcore,記憶體為2048MB;最大是CPU為32core,記憶體為128GB,
容器:一個通過Docker鏡像創建的運行實體,一一個節點可運行多個容器,
Docker鏡像:Docker鏡像是容器應用打包的標準格式,在部署容器化應用時可以指定鏡像,鏡像可以來用于ServiceStage 公有倉庫,或者用戶的私有鏡像,
Pod: 以組容器(一個或者更多),共享網路和存盤,并且包含容器如何運行的規范,
編排:編排模板包含了一組容器服務的定義和其相互關聯,可以用于多容器應用和虛機應用的部署和管理,
設計包:運維人員對應用的拓撲、生命周期管理計劃進行設計,并輸出堆疊模板(也可稱為應用設計包),
設計器:圖形化設計器工具,用戶可通過拖拽方式完成復雜應用的編排及拓撲設計,可以保存成堆疊模板,使用堆疊模板創建堆疊,簡化應用部署難度,提升效率,
堆疊模板:堆疊模板是對堆疊的描述,包括基于應用模型的堆疊拓撲定義、堆疊生命周期描述、運行時資源描述、軟體組件描述等,堆疊模板通過設計包創建而來,本質與設計包相同,
堆疊:由應用、服務、資源等元素組成的一個部署實體,平臺將相關編排元素通過“堆疊”進行集中管理,
容器應用:一個容器應用可通過單個鏡像或一個編排模板創建,每個容器應用可包含1個或多個容器,和Kubenetes Pod的概念等同,
倉庫:倉庫包括鏡像倉庫和軟體倉庫,鏡像用于容器類應用,軟體包用于虛擬機或物理機應用,用戶在創建應用前,需要將應用所需的鏡像或軟體包上傳到倉庫中,
各個模塊的關聯和關系:
- 一個集群由多個節點組成,
- 一個節點上可以部署多個應用,
- 一個應用由一個或多個容器部署而成,
- 堆疊是由應用、服務、資源等元素組成的一個部署實體,
AK(AccessKeyID):訪問密鑰ID,與私有訪問密鑰關聯的唯一識別符號:訪問密鑰ID和私有訪問密鑰一起使用,對請求進行加密簽名,
SK (Secret Access Key): 與訪問密鑰ID結合使用的密鑰,對請求進行加密簽名,可標識發送方,并防止請求被修改,
密鑰(Key Pair): SSH 密鑰對,用于ECS主機初始化時使用,方便用戶通過SSH免密登錄,
總結
隨著數字化轉型的推進,越來越多的企業開始嘗試基于微服務框架構建和重構自己的系統,微服務實施不僅僅是微服務框架的技術選型和服務拆分,它涉及到方方面面,是一個系統化的體系工程,本書從架構演進、微服務拆分、介面契約測驗,流水線構建到微服務實戰,涵蓋了微服務實施程序中的重要環節,是一本難得的系統化、全面介紹微服務的書籍,值得大家認真研讀,
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