【12张手绘图】我搞懂了微服务架构！

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作者：tengshe789 juejin.im/post/5c0ba2bef265da614d08fefe

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微服务的概念最早在 2012 年提出，在 Martin Fowler 的大力推广下，微服务在 2014 年后得到了大力发展。今天我们通过一组手绘图来梳理下微服务的核心架构。

就目前而言，对于微服务业界并没有一个统一的、标准的定义（While there is no precise definition of this architectural style ) 。

 

但通常在其而言，微服务架构是一种架构模式或者说是一种架构风格，它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务，每个服务运行独立的自己的进程中，服务之间互相协调、互相配合，为用户提供最终价值。

 

服务之间采用轻量级的通信机制互相沟通（通常是基于 HTTP 的 RESTful API ) 。****每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等。

 

另外，应尽量避免统一的、集中式的服务管理机制，对具体的一个服务而言，应根据业务上下文，选择合适的语言、工具对其进行构建，可以有一个非常轻量级的集中式管理来协调这些服务。****可以使用不同的语言来编写服务，也可以使用不同的数据存储。

根据马丁.福勒的描述，我总结了以下几点：

①小服务

小服务，没有特定的标准或者规范，但他在总体规范上一定是小的。

②进程独立

每一组服务都是独立运行的，可能我这个服务运行在 Tomcat 容器，而另一个服务运行在 Jetty 上。可以通过进程方式，不断的横向扩展整个服务。

③通信

过去的协议都是很重的，就像 ESB，就像 SOAP，轻通信，这意味着相比过去更智能更轻量的服务相互调用，就所谓 smart endpoints and dumb pipes。

这些 Endpoint 都是解耦的，完成一个业务通信调用串起这些 Micro Service 就像是 Linux 系统中通过管道串起一系列命令业务。

过去的业务，我们通常会考虑各种各样的依赖关系，考虑系统耦合带来的问题。微服务，可以让开发者更专注于业务的逻辑开发。

④部署

不止业务要独立，部署也要独立。不过这也意味着，传统的开发流程会出现一定程度的改变，开发的适合也要有一定的运维职责。

⑤管理

传统的企业级 SOA 服务往往很大，不易于管理，耦合性高，团队开发成本比较大。

微服务，可以让团队各思其政的选择技术实现，不同的 Service 可以根据各自的需要选择不同的技术栈来实现其业务逻辑。

为什么用微服务呢？因为好玩？不是的。下面是我从网络上找到说的比较全的优点：

优点是每个服务足够内聚，足够小，代码容易理解这样能聚焦一个指定的业务功能或业务需求。  

开发简单、开发效率提高，一个服务可能就是专一的只干一件事。  

微服务能够被小团队单独开发，这个小团队是 2 到 5 人的开发人员组成。  

微服务是松耦合的，是有功能意义的服务，无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。  

微服务能使用不同的语言开发。  

易于和第三方集成，微服务允许容易且灵活的方式集成自动部署，通过持续集成工具，如 Jenkins，Hudson，bamboo。  

微服务易于被一个开发人员理解，修改和维护，这样小团队能够更关注自己的工作成果。无需通过合作才能体现价值。微服务允许你利用融合最新技术。  

微服务只是业务逻辑的代码，不会和 HTML，CSS 或其他界面组件混合。  

- 每个微服务都有自己的存储能力，可以有自己的数据库，也可以有统一数据库。

总的来说，微服务的优势，就是在于，面对大的系统，可以有效的减少复杂程度，使服务架构的逻辑更清晰明了。

但是这样也会带来很多问题，就譬如分布式环境下的数据一致性，测试的复杂性，运维的复杂性。

什么组织适合使用微服务？

微服务带了种种优点，种种弊端，那么什么组织适合使用微服务？

①墨菲定律（设计系统）和康威定律（系统划分）

康威定律，是一个五十多年前就被提出来的微服务概念。在康威的这篇文章中，最有名的一句话就是：

**Organizations which design systems are constrained to produce designs which are copies of the communication structures of these organizations. **

-Melvin Conway(1967)

中文直译大概的意思就是：设计系统的组织，其产生的设计等同于组织之内、组织之间的沟通结构。

看看下面的图片，再想想 Apple 的产品、微软的产品设计，就能形象生动的理解这句话。

**②架构演化**

架构是不断演化出来的，微服务也是这样，当从各大科技公司，规模大到一定程度，完全需要演化成更进一步管理的技术架构体系。

我们做技术都是为了产品的，一旦过程出来了什么问题，回溯寻找问题会非常耗时。

使用了微服务架构体系，团队组织方式需要转变成跨职能团队，即每个团队都有产品专家，策划专家，开发专家，运维专家，他们使用 API 方式发布他们的功能，而平台使用他们的功能发布产品。

下面我分享一下大部分公司都使用的微服务技术架构体系：

主流的服务发现，分为三种：

缺点是，由于服务没有负载均衡功能，对负载均衡服务，可能会有相当大的性能问题。

缺点是，对多语言环境不是很好，你需要单独给消费者的客户端开发服务发现和负载均衡功能。当然了，这个方法通常都是用在 Spring Cloud 上的。

**网关**

微服务的网关是什么？我们可以联系生活实际想一下。每一个大的公司，都会有一偏属于自己的建筑区，而这建筑区内，都有不少的门卫。如果有外来人员进入公司，会先和门卫打好招呼，才能进去。

将生活实际联系到微服务上，就不难理解网关的意思了：

**反向路由：**很多时候，公司不想让外部人员看到我们公司的内部，就需要网关来进行反向路由。即将外部请求转换成内部具体服务调用。  

**安全认证：**网络中会有很多恶意访问，譬如爬虫，譬如黑客攻击，网关维护安全功能。  

**限流熔断：**当请求很多服务不堪重负，会让我们的服务自动关闭，导致不能用服务。限流熔断可以有效的避免这类问题。  

**日志监控：**所有的外面的请求都会经过网关，这样我们就可以使用网关来记录日志信息。  

**灰度发布，蓝绿部署。**是指能够平滑过渡的一种发布方式。在其上可以进行 A/B testing。   即让一部分用户继续用产品特性 A，一部分用户开始用产品特性 B，如果用户对 B 没有什么反对意见，那么逐步扩大范围，把所有用户都迁移到 B 上面来。

开源网关 Zuul 架构：

路由过滤器，实现的是找到对应的微服务进行调用。调用完了，响应回来，会经过后置路由过滤器，通过后置路由过滤器我们可以封装日志审计的处理。

可以说 Zuul 网关最大的特色就是它的三层过滤器。架构图右半部分，是 Zuul 网关设计的自定义过滤器加载机制。

网关内部会有生产者消费者模型，自动的将过滤器脚本发布到 Zuul 网关读取加载运行。

**配置中心**

一旦需要大规模改动配置，改动时间会很长，无法追溯配置人员，从而影响整个产品，后果是我们承担不起的。

因此就有配置中心这个喽！现在的开源中心有百度配置中心 Disconf，Spring Cloud Config，Apollo。

今天重点说说现在应用质量不错的配置中心，携程开源的阿波罗（Apollo）：

关于通讯方式，一般市面也就是两种远程调用方式，我整理了一个表格：

一般监控分为如下层次：

• 日志监控
• Metrics 监控
• 健康检查
• 调用链检查
• 告警系统

同时将日志传入 ELK，将 Metrics 传入 InfluxDB 时间序列库。而像 Nagios，可以定期向 Agent 发起信息检查微服务。

很多公司都有调用链监控，就譬如阿里有鹰眼监控，点评的 Cat，大部分调用链监控（没错，我指的 Zipkin）架构是这样的：

下面是一些市场上用的比较多的调用链监控对比：

下面介绍一下 Hystrix 的运行流程：

如果这个线闭合着，但是线程资源没了，队列满了，则走限流措施（看图的第 5 步）。

如果走完了，执行成功了，则走 run() 方法，获取 Response，但是这个过程如果出错了，则继续走降级 Fallback。

同时，看图最上面有一个后缀是 Health 的，这是一个计算整个链路是否健康的组件，每一步操作都被它记录着。

**容器与服务编排引擎**

正因为如此，容器才拥有极为出色的轻量化特性。我们最常用的容器是 Docker。

**①容器编排**

过去虚拟机可以通过云平台 OpenStack 管理虚拟化，容器时代如何管理容器呢？这就要看看容器编排引擎了。

**Apache Mesos：**Mesos 是基于 Master，Slave 架构，框架决定如何利用资源，Master 负责管理机器，Slave 会定期的将机器情况报告给 Master，Master 再将信息给框架。Master 是高可用的，因为 ZK，也有 Leader 的存在。

下面是架构图：

关于服务网络化，后面会更加深入的为大家进行讲解。

资料与文献：

**马丁.福勒对微服务的描述**

**微服务架构的理论基础 - 康威定律**

**调用链选型之Zipkin，Pinpoint，SkyWalking，CAT**

 

END

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