微服务架构和容器技术应用

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基于SpringCloud 微服务系统设计方案

微服务系统设计方案 1.微服务本质 微服务架构从本质上说其实就是分布式架构，与其说是一种新架构，不如说是一种微服务架构风格。 简单来说，微服务架构风格是要开发一种由多个小服务组成的应用。每个服务运行于独立的进程，并且采用轻量级交互。多数情况下是一个HTTP的资源API。这些服务具备独立业务能力并可以通过自动化部署方式独立部署。这种风格使最小化集中管理，从而可以使用多种不同的编程语言和数据存储技术。 对于微服务架构系统，由于其服务粒度小，模块化清晰，因此首先要做的是对系统整体进行功能、服务规划，优先考虑如何在交付过程中，从工程实践出发，组织好代码结构、配置、测试、部署、运维、监控的整个过程，从而有效体现微服务的独立性与可部署性。 本文将从微服务系统的设计阶段、开发阶段、测试阶段、部署阶段进行综合阐述。 理解微服务架构和理念是核心。 2.系统环境

3.微服务架构的挑战 可靠性： 由于采用远程调用的方式，任何一个节点、网络出现问题，都将使得服务调用失败， 随着微服务数量的增多，潜在故障点也将增多。 也就是没有充分的保障机制，则单点故障会大量增加。 运维要求高： 系统监控、高可用性、自动化技术 分布式复杂性： 网络延迟、系统容错、分布式事务 部署依赖性强： 服务依赖、多版本问题 性能（服务间通讯成本高）： 无状态性、进程间调用、跨网络调用 数据一致性： 分布式事务管理需要跨越多个节点来保证数据的瞬时一致性，因此比起传统的单体架构的事务，成本要高得多。另外，在分布式系统中，通常会考虑通过数据的最终一致性来解决数据瞬时一致带来的系统不可用。 重复开发： 微服务理念崇尚每个微服务作为一个产品看待，有自己的团队开发，甚至可以有自己完全不同的技术、框架，那么与其他微服务团队的技术共享就产生了矛盾，重复开发的工作即产生了。

微服务架构介绍

微服务架构介绍

微服务是个说的挺长时间的概念，也是比较成熟的技术体系。像Spring Cloud，甚至提供了微服务所需要的全套框架，包括注册中心(Eureka)、配置中心(Config)、断路器(Hytrix)、API 网关(Zuul) 等组件。微服务体系庞杂，每个组件都能独自成章。 微服务与更早就起来的SOA 是什么关系? 个人觉得如果从概念上来说，微服务和SOA 都是一回事，强调把整个系统，按照多个服务的方式去组合及通信，而不是揉合在一起，但它们的内涵有很大的区别。 SOA 诞生在早期企业级的应用，其业务复杂、技术体系多样，SOA 强调的是各个服务之间，尤其是异构系统、遗留系统之间，建立起一套统一的协议和通信(SOAP)，以及寻址服务(UDDI)，它的侧重点在集成和兼容；与SOA 同期的另一种概念ESB(企业总线)，强调通过一根总线服务，把所有服务串联起来，由ESB 总线来屏蔽各种不同业务系统自身业务/ 语言/ 协议的特殊性，各服务以一种统一的方式，与总线相连，从而降低接入成本。 这两种概念，我感觉在国内没有太发展起来。一是国内的软件起步相对较晚，系统的整体复杂度——多厂商、多语言/ 技术栈、历史遗留系统的问题，还不算突出。而对于公司内部的产品系，又没有必要使用SOA、UDDI 来做复杂的集成。随着互联网的兴起和用户量的迅速爆发，企业自身的产品的微服务化的需求，快速发展起来，而与此同时SOA 这种以XML 为基础的SOAP 协议、以寻址为主要作用的UDDI，不能使用互联网产品的发展——SOAP 的XML 协议内容太多，造成性能明显下降；HTTP 协议的效率不如RPC；UDDI 只有寻址，缺少服务治理等功能。 在此种大背景下，以服务切分+ 服务注册+ 服务治理+ 限流降级+RPC+ 监控等为主要内涵的微服务，就快速发展起来的。国内的阿里巴巴走在前列，以Dubbo 为代表在国内互联网企业中得到广泛应用；后来Spring 官方发布Spring Cloud，揉合了一系列自研或其他企业捐赠的开源项目，发布微服务领域的Spring Cloud 产品。各自都有各自的优势和劣势，而

论微服务架构及其应用

论微服务架构及其应用 摘要 2016年7月，我所在的公司为全国各级人民检察院开发了行贿犯罪档案互联网查询系统的产品，我担任系统架构师职务，主要负责软件架构和安全体系设计的工作，该项目是基于互联网，为单位、企业和个人等公众群体提供7*24小时的查询申请服务，同时兼顾行贿犯罪预防宣传。本文结合作者的实践，以行贿犯罪档案互联网查询系统为例，论述微服务架构及其应用。首先概述我参与管理和开发，并采用微服务架构开发的工作，然后具体描述微服务架构的特点，最后结合项目描述软件的架构，说明该系统是如何采用微服务架构模式的，并说明采用微服务架构模式后，在软件开发过程中遇到的实际问题和解决方案。经过项目组近一年的努力，本产品已顺利开发完成，目前，已在浙江、云南等多省上线使用，取得客户和公司领导的一致好评。 正文 近年来，随着互联网行业的迅猛发展，公司或组织业务的不断扩张，需求的快速变化以及用户量的不断增加，传统的单块（Monolithic）软件架构面临着越来越多的挑战，已逐渐无法适应互联网时代对软件的要求。在这一背景下，微服务架构模式(Microservice Architecture Pattern)逐渐流行。它强调将单一业务功能开发成微服务的形式，每个微服务运行在一个进程中；采用HTTP等通信协议和轻量级API实现微服务之间的协作与通信。这些微服务可以使用不同的开发语言以及不同数据存储技术，能够通过自动化部署工具独立发布，并保持最低限制的集中式管理。 2015年7月，我所在的公司为全国各级人民检察院开发了行贿犯罪档案互联网查询系统的产品，我担任系统架构师职务，主要负责软件架构和安全体系设计的工作。本文结合作者的实践，论述微服务架构及其应用。首先概述我参与管理和开发，并采用微服务架构开发的工作，然后具体描述微服务架构的特点，最后结合项目描述软件的架构，说明该架构是如何采用微服务架构模式的，并说明采用微服务架构模式后，在软件开发过程中遇到的实际问题和解决方案。

微服务架构全解析

微服务架构全解析：绝不是360度无死角 草根开发群体的大力支持正在将微服务架构的采用率推到新的高度。据红帽公司中间件专家Mark Little博士声称，微服务是个好东西，却不是世界和平的答案。 红帽公司中间件部门工程副总裁Mark Little博士：采用微服务并不意味着你那架构差强的泥球突然变得架构很好。 鉴于微服务的人气扶摇直上，那些记性不好的人可能忽略了这种方法极其类似面向服务的架构(SOA)，20年前SOA第一次出现在世人眼前。 不过红帽公司中间件部门工程副总裁Mark Little博士喜欢将微服务看成面向服务的架构中的精华部分，它得益于出现了更先进的工程和运维技术及技巧。 Little说：“区别就在于，推动它的主要是开发软件和分布式软件领域的新方法。Linux容器等技术――Docker就是个典例。你现在有了不变的服务，有了Kuberneters之类用于协调那些服务的技术――很显然，你有了开发运维(DevOps)，而开发运维受到敏捷开发理念的重大影响。” “那些技术让人们真正回顾我们在过去开发分布式系统的方法，面向服务的架构就是这方面的一个例子，并挑选与那些技术相匹配的精华部分。或者反之亦然，找到与面向服务的架构的一些精华部分相匹配的那些技术。这可能就是区别所在。架构方法并非不一样，但是其背后的技术确实不一样。” 在微服务架构中，应用程序组装成一组小小的半自主式进程，这些进程执行特定的任务，并使用API彼此进行联系。微服务旨在易于使用、灵活扩展，在Web应用程序、移动应用程序和物联网应用程序中日益崭露头角。 在面向服务的架构的以往不足中，Little提到了一个不足：无法在客户机和服务之间提供很好的契约定义，他还提到了Web服务描述语言(WSDL)的不足，这种语言对松散耦合、分布式的系统而言差强人意。 然而，就因为许多因素和技术融合到一起，让微服务成为当下风光无限的架构，并不能保证它就能一帆风顺。 Little说：“认识到微服务不是世界和平的答案，这一点很重要。它对一些任务来说很好。但是它跟任何技术一样，也有缺点。就因为你采用了微服务，并不突然意味着你那架构差劲的泥球(ball of mud)突然架构变得很好，不再是泥球。它有可能变成了好多分布式泥球。”“这让我有点担忧。我长期以来就在关注面向服务的架构，知道优点和缺点。我喜欢微服务，因为它让我们得以关注优点，但是人们以为它能解决根本就解决不了的许多问题，这确实让我担心。” 如果你正在考虑微服务，最好从良好的软件工程实践开始入手。 Little说：“从根本上来说，这正是面向服务的架构背后的思想。如果你不从那方面开始入手，无论你使用Docker、虚拟化、Java虚拟机还是使用其他什么都不重要，合适的工具不会为你解决架构问题。” 微架构或者甚至面向服务的架构真正发挥所长的地方在于，应彼此独立部署的逻辑服务，这些逻辑服务可以独立于其他服务进行扩展，而且能够实现独立的故障切换。 Little说：“我在微服务方面担心的问题之一就是，你有一个整体式系统(monolith)，假设你开始把它分解成多个服务，可是分解时很随意，到头来就会分解得过细，最后会有10个、

基于Spring Cloud微服务架构的应用

142 ?电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 计算机技术应用 ? the Application of Computer Technology 【关键词】微服务 Spring Cloud 分布式 早期的系统开发，都采用了单体应用模式，比如淘宝、京东、豆瓣网等，这种模式是比较适合公司创业初期的，因为比较简单，一个工程，一个数据库，最后整体打包发布就上线了。但随着业务的发展，特别是系统的访问量、数据量的急剧增加，单体应用已经无法满足业务需求，因此将庞大的单体应用按照某种维度进行拆分，进行分布式部署，为了让这种分布式系统更加的规范、更容易管理，便形成了各种服务化的方式和工具，从基于ESB 的SOA （面向服务）的基础架构到当前流行的微服务架构模式，都是在不断适应越来越复杂的应用系统。 1 微服务简介 1.1 什么是微服务 微服务是一种新兴的软件架构模式，它把一个大型的单体应用或服务拆分为多个支持微服务。一个微服务的策略可以让工作变得更为简便，它可扩展单个组件而不是整个应用程序堆栈，从而满足服务等级协议。微服务最重要的就是这个“微”字，怎样才能成为“微服务”呢，其实没有标准，这要根据系统的实际功能需求而定，并不是拆分得越细越好，应该在业务层面上去划分，能够满足各方面的需求。1.2 微服务的特点 1.2.1 微服务的优势 1.2.1.1 单个服务容易开发和维护 相比传统的单体应用，单个微服务的功能更加单一，只关注特定的功能实现，因此，在开发和维护上不需要多方的协调以及冗长的业务流程。 1.2.1.2 服务可以独立部署和扩展 微服务的开发、部署和维护都是相对独立的，互不干扰，服务之间通过标准的接口进行交互，可以很方便的对服务进行扩容。1.2.1.3 可以由不同的团队来开发 在微服务的整体架构上，通常都是按照业务进行服务划分，可以由不同的团队进行开发，服务间通过接口进行交互。1.2.1.4 服务开发技术的选项更加灵活 每个服务的技术选型都可以由相应的团队决定，可以尝试各种最新技术，更加的灵活。1.2.2 微服务的不足 1.2.2.1 管理微服务是一件麻烦的事情 基于Spring Cloud 微服务架构的应用 文/李娜 单个服务的开发和维护相对来说是很容易的，但从整个系统上看，这是一件很麻烦的事情，因为系统从单体变成了分布式，多个服务分布在不同的服务器中，需要完善的服务监控和管理的能力。 1.2.2.2 来自分区数据库带来的实现问题 每一个服务都有自己的数据库，这样才能达到真正系统微服务化的目的。由此会带来一个最为突出的问题就是分布式事务，实现上可以选择按照ACID 的强一致性或者基于BASE 理论的最终一致性。 1.2.2.3 服务间调用的成本更高 由于服务都是分布式部署，服务之间的调用相比传统的本地方法调用，需要更大的成本，调用过程中还会遇到安全、网络抖动等外在的问题。 2 微服务的实现方式 微服务并不是一种技术或者框架，而是一种设计理念或者架构模式，它基于模块化、组件化等架构思想。微服务的实现方式，目前主要有两种，一种是基于RPC 的方式，另一种是基于HTTP 的Restful 方式，这两种实现方式各有利弊，可以选择其中的一种，也可以将两种结合起来使用。在实际应用中，系统内部服务之间的调用通过RPC 方式，可以满足对性能方面的需求；面向客户端以及对外的服务输出采用Restful 方式，一是调用简单，二是更加标准，降低调用成本。 3 Spring-Cloud的技术架构 Spring Cloud 是一种基于Spring Boot 的微服务框架，它实现了微服务架构中常用的组件，目前比较常用的组件是基于Net?ix 对多个开源组件的封装，为微服务架构开发涉及的配置管理、服务治理、熔断机制、智能路由、微代理、控制总线、一次性token 、全局一致性锁、leader 选举、分布式session 、集群状态管理等操作提供了一种简单的开发方式，spring-cloud 的基础架构如图1所示。3.1 网关 接受外部对服务接口的访问，屏蔽底层服务的具体实现，提供权限、认证、安全、监控、限流等基础服务，常见的有Zuul 、spring-cloud-gateway 。3.2 Ribbon Spring-Cloud-Ribbon 是基于HTTP 和TCP 的客户端负载均衡工具，它基于Net?ix Ribbon 实现，可以轻松地将面向服务的REST 模版请求自动转换成客户端负载均衡的服务调用。3.3 Eureka Spring-Cloud-Eureka 是对Net?ix Eureka 的封装以实现服务发现功能，它包含了Server 端和Client 端。Eureka Server 提供服务注册功能，各个节点启动后，会在Eureka Server 中 进行注册；Eureka Client 用于简化与Eureka Server 的交互，可以方便地访问注册中心的服务。3.4 Hystrix Hystrix 是一种熔断器，实现服务的限流、熔断、降级等功能，可以很好的保证服务在高并发情况下的稳定性。 4 微服务应用场景 任何的架构模式都需要根据实际的业务场景而定，不能盲目的追求最新的技术，最适合的就是最好的。对于微服务而言，以下的场景或者条件是比较适合的。 系统业务量越来越大，核心业务和非核心业务变得泾渭分明，这个时候将你的业务系统拆分为细颗粒的服务进行管理，通过断路由、降级、限流等服务管理措施保证系统高可用。 开发团队具有足够的实力，包括系统架构、开发、运维等方面，可以解决微服务带来的各种问题，充分利用好微服务带来的好处。 5 结论 综上所述，相对于传统的单体应用，微服务带来了系统整体架构上的转变，也给系统的设计和开发带来了很多好处，但也不可避免的存在一些问题，这需要根据系统自身业务场景来选择适合自己的架构模式。 参考文献 [1]不甘于平凡的溃败的博客.微服务初 探.https://https://www.wendangku.net/doc/9610487152.html,/wohiusdashi /article/details/83957771 [2]李忠民,齐占新.业务架构的微应用化与 技术架构的微服务化--兼谈微服务架构的实施实践[J].科技创新与应用,2016.[3]王玉良.基于Spark 的短时交通流预测系 统设计[J].桂林电子科技大学,2017.[4]赵善龙,孙婉婷.基于微服务架构的互 联网+农业平台设计[J].通信管理与技 术,2017. 作者简介 李娜（1988-），女，山东省新泰市人。研究生学历。主要研究方向为计算机应用技术。 作者单位 重庆青年职业技术学院 重庆市 400712 图1：Spring-cloud 基础架构图

微服务架构的核心要点和实现原理

微服务架构的核心要点和实现原理

目录 一、微服务架构中职能团队的划分 (3) 二、微服务的去中心化治理 (5) 三、微服务的交互模式 (6) 四、微服务的分解和组合模式 (11) 五、微服务的容错模式 (32) 六、微服务的粒度 (43)

一、微服务架构中职能团队的划分 传统单体架构将系统分成具有不同职责的层次，对应的项目管理也倾向于将大的团队分成不同的职能团队，主要包括：用户交互UI团队、后台业务逻辑处理团队与数据存取ORM团队、DBA团队等。每个团队只对自己分层的职责负责，并对使用方提供组件服务质量保证。如果其中一个模块化组件需要升级、更新，那么这个变更会涉及不同的分层团队，即使升级和变更的改变很小，也需要进行跨团队沟通：需求阶段需要跨团队沟通产品功能，设计阶段需要跨团队沟通设计方案，开发阶段需要跨团队沟通具体的接口定义，测试阶段需要沟通业务回归等事宜，甚至上线都需要跨团队沟通应用的上线顺序。可见在传统的整体架构下，后期的维护成本很高，出现事故的风险很大。 根据康威定律，团队的交流机制应该与架构设计机制相对应。因此，在微服务架构下，职能团队的划分方法是我们首先要考虑的一个核心要素。 微服务时代的团队沟通方式如图1-9所示。

图1-9 微服务架构按照业务的功能进行划分，每个单一的业务功能叫作一个服务，每个服务对应一个独立的职能团队，团队里包含用户交互UI设计师、后台服务开发人员、DBA、运营和运维人员。

在传统的整体架构中，软件是有生命周期的，经历需求分析、开发和测试，然后被交付给运维团队，这时开发团队将会解散，这是对软件的一个“放手”。而在微服务架构中，提倡运维人员也是服务项目团队的一员，倡导谁开发、谁维护，实施终生维护制度。 在业务服务的内部实现需要升级或者变更时，团队内的各角色成员进行沟通即可，而不需要进行跨团队沟通，这大大提高了沟通效率。只有服务之间的接口需要变更时才需要跨部门沟通，如果前期在服务之间的交互上定义了良好的接口，则接口变更的概率并不大，即使接口模式有变更，也可以通过一定的设计模式和规范来解决，可参考1.3.3节。 二、微服务的去中心化治理 笔者曾经在一个互联网平台上工作，平台的决策者倡导建设API网关，所有外部服务和内部服务都由统一的API网关进行管理。在项目初期，中心化的API网关统一了所有API的入口，这看起来很规范，但从技术角度来看限制了API的多样化。随着业务的发展，API网关开始暴露问题，每个用户请求经过机房时只要有服务之间的交互，则都会从API网关进行路由，服务上量以后，由于内部服务之间的交互都会叠加在API网关的调用上，所以在很大程度上放大了API网关的调用TPS，API网关很快就遇到了性能瓶颈。 这个案例是典型的微服务的反模式，微服务倡导去中心化的治理，不推荐每个微服务都使用相同的标准和技术来开发和使用服务。在微服务架构下可以使用C++开发一个服务，来对接Java 开发的另外一个服务，对于异构系统之间的交互标准，通常可以使用工具来补偿。开发者可以开发共用的工具，并分享给异构系统的开发者使用，来解决异构系统不一致的问题，例如：Thrift 远程调用框架使用中间语言（IDL）来定义接口，中间语言是独立于任何语言的，并提供了工具来生成中间语言，以及在中间语言与具体语言之间的代码转换。

微服务架构的基础框架选择

微服务架构的基础框架选择：Spring Cloud还是Dubbo 最近一段时间不论互联网还是传统行业，凡是涉及信息技术范畴的圈子几乎都在讨论微服务架构。第一次实施微服务架构时，我们应该选择哪个基础框架更好呢？ Round 1：背景 Dubbo，是阿里巴巴服务化治理的核心框架，并被广泛应用于阿里巴巴集团的各成员站点。阿里巴巴近几年对开源社区的贡献不论在国内还是国外都是引人注目的，比如：JStorm捐赠给Apache 并加入Apache 基金会等，为中国互联网人争足了面子，使得阿里巴巴在国人眼里已经从电商升级为一家科技公司了。 Spring Cloud，从命名我们就可以知道，它是Spring Source 的产物，Spring 社区的强大背书可以说是Java 企业界最有影响力的组织了，除了Spring Source 之外，还有Pivotal 和Netfix是其强大的后盾与技术输出。其中Netflix 开源的整套微服务架构套件是Spring Cloud 的核心。 小结：如果拿Dubbo与Netflix 套件做对比，前者在国内影响力较大，后者在国外影响力较大，我认为在背景上可以打个平手；但是若要与Spring Cloud 做对比，由于Spring Source 的加入，在背书上，Spring Cloud 略胜一筹。不过，英雄不问出处，在背景这一点上，不能作为选择框架的主要因素，当您一筹莫展的时候，可以作为参考依据。 Round 2：社区活跃度 我们选择一个开源框架，社区的活跃度是我们极为关注的一个要点。社区越活跃，解决问题的速度越快，框架也会越来越完善，不然当我们碰到问题，就不得不自己解决。而对于团队来说，也就意味着我们不得不自己去维护框架的源码，这对于团队来说也将会是一个很大的负担。 下面看看这两个项目在github上的更新时间， Dubbo：https://https://www.wendangku.net/doc/9610487152.html,/dubbo 最后更新时间为：2016年5月6日

微服务架构概述

1.微服务架构概述 1.1.单体应用架构存在的问题 1.2.如何解决单体应用架构存在的问题 1.3.什么是微服务 1.4.微服务架构的优点与挑战 1.4.1.微服务架构的优点 1.4. 2.微服务架构面临的挑战 1.5.微服务设计原则 1.6.如何实现微服务？ 1.6.1.微服务技术选型 1.6. 2.微服务架构图及常用组件

2.微服务开发框架—— 2.1.简介及其特点 2.2.的版本简介 3.开始使用实战微服务 3.1.实战前提 3.1.1.需要的技术储备 3.1.2.使用的工具及软件版本 3.2.服务提供者与服务消费者 3.3.编写服务提供者 3.3.1.手动编写项目 3.3.2.使用快速创建项目 3.4.编写服务消费者

3.5.为项目整合 3.6.硬编码有哪些问题 4.微服务注册与发现 4.1.服务注册与发现简介 4.2.简介 4.3.原理 4.4.编写 4.5.将微服务注册到上 4.6.的高可用 4.7.为添加用户认证 4.8.理解的元数据 4.9.的端点

4.10.的自我保护模式 4.11.多网卡环境下的选择 4.12.的健康检查 5.使用实现客户端侧负载均衡 5.1.简介 5.2.为服务消费者整合 5.3.使用代码自定义配置 5.4.使用属性自定义配置 5.5.脱离使用 6.使用实现声明式调用 6.1.简介 6.2.为服务消费者整合

6.3.自定义配置 6.4.手动创建 6.5.对继承的支持 6.6.对压缩的支持 6.7.的日志 6.8.使用构造多参数请求 7.使用实现微服务的容错处理 7.1.实现容错的手段 7.1.1.雪崩效应 7.1.2.如何容错 7.2.使用实现容错 7.2.1.简介