微服务架构与SOA架构

本文对比了SOA架构和微服务架构的区别,阐述了微服务的特点,介绍了如何进行微服务拆分,讨论了服务治理中的限流、降级和熔断,并强调了微服务中的持续集成和持续交付实践。

SOA架构和微服务架构的区别

SOA关注的是服务重用,微服务在关注服务重用的同时,也同时关注快速交付;
微服务架构 = 80%的SOA服务架构思想 + 100%的组件化架构思想 + 80%的领域建模思想
首先SOA和微服务架构一个层面的东西,而对于ESB和微服务网关是一个层面的东西,一个谈到是架构风格和方法,一个谈的是实现工具或组件。
1.SOA(Service Oriented Architecture)“面向服务的架构”:他是一种设计方法,其中包含多个服务, 服务之间通过相互依赖最终提供一系列的功能。一个服务 通常以独立的形式存在与操作系统进程中。各个服务之间通过网络调用。
2.微服务架构:其实和 SOA 架构类似,微服务是在 SOA 上做的升华,微服务架构强调的一个重点是“业务需要彻底的组件化和服务化”,原有的单个业务系统会拆分为多个可以独立开发、设计、运行的小应用。这些小应用之间通过服务完成交互和集成。

SOA面向服务的架构

面向服务的架构(Service Oriented Architecture,SOA)是表示所谓服务的自包含功能单元的一种软件设计原则和架构设计模式。SOA推崇松耦合、复用性和粗粒度的服务设计原则。在企业架构方面,SOA带来的好处包括对业务需求的敏捷交付和迅速反应,通过降低集成成本提高投资回报率,通过复用组件降低开放成本。
也就是把工程拆分成服务层、表现层两个工程。服务层中包含业务逻辑,只需要对外提供服务即可。表现层只需要处理和页面的交互,业务逻辑都是调用服务层的服务来实现。
面向服务的架构(Service-Oriented Architecture,简称SOA)是一种设计和开发软件系统的方法论。它通过将软件系统划分为独立的、可重用的、自治的服务来促进模块化和松耦合。每个服务代表一个特定的业务功能,并通过定义明确定义的接口和协议进行通信。
SOA基于WebService和ESP实现,底层基于HTTP协议和使用XML方式传输,XML在网络传输过程中会产生大量冗余。微服务由SOA架构演变而来,继承了SOA架构的优点,同时对SOA架构缺点进行改善,数据传输采用JSON格式,相比于XML更轻量和快捷,粒度更细,更加便于敏捷开发。SOA数据库会存在共享,微服务提倡每个服务连接独立的数据库。
面向服务的架构(SOA) 是一个组件模型,它将应用程序的不同功能单元(称为服务)进行拆分,并通过这些服务之间定义良好的接口联系起来。不是应用系统。

  1. 服务:SOA将软件系统划分为多个服务,每个服务代表一个具体的业务功能。服务可以被独立地开发、部署和管理,且具有高度自治性。
  2. 松耦合:SOA鼓励服务之间的松耦合。各个服务通过定义清晰的接口进行通信,彼此之间不直接依赖具体实现细节,从而提高了系统的灵活性和可维护性。
  3. 服务的重用性:SOA强调服务的可重用性。通过将业务功能封装为独立的服务,可以在不同的应用程序和系统中共享和复用这些服务,提高开发效率和系统的整体质量。
  4. 服务的自治性:每个服务都是独立的实体,具有自己的生命周期和管理。服务的提供者可以独立地开发、测试、部署和升级服务,而不会对其他服务产生影响。
  5. 服务的组合:SOA支持通过组合不同的服务来实现更复杂的业务功能。这种组合可以在运行时动态地进行,允许灵活地构建定制化的业务流程和应用程序。
    通过采用SOA,企业可以实现系统的模块化、可扩展和可重用。它提供了一种灵活的方法来构建和整合分布式系统,支持企业的业务需求和快速变化的环境。

微服务

什么是微服务架构

微服务架构就是将单体的应用程序分成多个应用程序,这多个应用程序就成为微服务,每个微
服务运行在自己的进程中,并使用轻量级的机制通信。这些服务围绕业务能力来划分,并通过
自动化部署机制来独立部署。这些服务可以使用不同的编程语言,不同数据库,以保证最低限
度的集中式管理
微服务是一种软件架构模式,其中软件系统被构建为一组小型、独立部署的服务,每个服务都围绕着特定的业务功能进行构建。这些服务可以独立开发、部署、扩展和管理,通常使用轻量级通信机制(例如 HTTP 资源 API)进行通信。也称为微服务架构,是一种云原生架构方法,它将单个应用拆分成众多松散耦合且可单独部署的小型组件或服务。这些服务通常拥有自己的技术栈,包括数据库和数据管理模型,并通过REST API、事件流和消息代理等方式进行通信
在这里插入图片描述

微服务有哪些特点

解耦 – 系统内的服务很大程度上是分离的。因此,整个应用程序可以轻松构建,更改和扩 展
组件化 – 微服务被视为可以轻松更换和升级的独立组件
业务能力 – 微服务非常简单,专注于单一功能
自治 – 开发人员和团队可以彼此独立工作,从而提高速度
持续交付 – 通过软件创建,测试和批准的系统自动化,允许频繁发布软件
责任 – 微服务不关注应用程序作为项目。相反,他们将应用程序视为他们负责的产品
分散治理 – 重点是使用正确的工具来做正确的工作。这意味着没有标准化模式或任何术
模式。开发人员可以自由选择最有用的工具来解决他们的问题
敏捷 – 微服务支持敏捷开发。任何新功能都可以快速开发并再次丢弃

微服务架构的主要特点包括:

  1. 单一责任原则:每个微服务都专注于实现一个特定的业务功能,从而保持了代码的简洁性和可维护性。
  2. 自治性:微服务是独立部署和运行的,它们之间的改变不会对其他服务产生影响,从而提高了系统的灵活性和可靠性。
  3. 技术多样性:由于每个微服务都可以使用不同的技术栈和编程语言实现,因此可以根据特定的需求和场景选择最合适的技术。
  4. 自动化部署和扩展:微服务架构通常与自动化部署和扩展技术(如容器化和容器编排)结合使用,以实现快速、可靠的部署和水平扩展。
  5. 服务划分:服务按照业务模块来划分,每个服务通常只专注于某一个特定的业务,所需代码量小,复杂度低,易于维护。
  6. 独立开发和部署:每个微服务都可以独立开发、部署和运行,代码量较少,启动和运行速度较快。这意味着不同的服务可以同时开发,而不会相互干扰,从而缩短开发周期。此外,当一个服务需要更新时,只需要更新该服务,而不是整个应用,极大地减轻了开发人员的工作压力。
  7. 技术多样性:微服务允许使用不同的编程语言、框架和技术栈来实现不同的服务。这使得团队可以根据服务的需求选择最适合的技术,提高开发效率和灵活性。
  8. 松耦合和可扩展性:微服务通过轻量级的通信机制进行交互,彼此之间的耦合度低。这意味着可以独立地扩展和修改每个微服务,而不会影响其他微服务的运行。微服务之间通过明确定义的接口进行通信,彼此之间的依赖性较低,这使得系统更容易扩展、升级和维护。
  9. 高可用性和容错性:由于每个微服务都是独立运行的,当一个服务发生故障时,不会影响整个系统的运行。此外,微服务架构可以使用负载均衡和故障转移机制来提高系统的可用性和容错性。
  10. 易于维护和测试:微服务的小规模和职责单一,使得代码更加清晰和可维护。同时,每个微服务可以独立进行单元测试和集成测试,减少测试的复杂性。
    此外,微服务能够与容器(如Docker)配合使用,实现快速迭代、快速构建、快速部署。它还具有良好的故障隔离能力,当某个微服务发生故障时,故障会被隔离在当前服务中,不会波及其他微服务。
    然而,微服务架构也存在一些挑战和缺点,如部署和运维复杂、网络延迟和错误、数据一致性难以保证、安全性问题以及开发复杂度高等。
    微服务架构适用于大型、复杂的软件系统,尤其是需要快速迭代和持续交付的场景。然而,引入微服务也带来了一些挑战,如分布式系统的复杂性、服务治理和监控等方面的问题,需要在设计和实施时加以考虑。
    在构建微服务项目时,通常需要经过确定服务架构、选择技术栈、搭建基础设施以及创建服务模块等步骤。每个步骤都需要仔细规划和执行,以确保微服务的成功实施和稳定运行。
    总的来说,微服务架构为现代应用程序开发提供了灵活性和可扩展性,同时也需要克服一系列技术和管理挑战。在选择和实施微服务架构时,需要根据具体业务需求和团队能力进行权衡和决策。

如何进行微服务的拆分

微服务的拆分是一个关键的设计过程,它涉及到对系统的业务逻辑和功能进行分析,并将其划分为独立的、可扩展的服务单元。以下是一些常见的微服务拆分策略:
领域驱动设计(DDD):根据领域驱动设计原则,将系统划分为几个领域(Domain),每个领域负责特定的业务功能。然后,针对每个领域设计相应的微服务,以实现领域内的业务逻辑。
业务功能拆分:根据业务功能将系统拆分为多个微服务。每个微服务负责实现一个或多个相关的业务功能,例如用户管理、订单管理、支付等。
数据拆分:根据数据模型将系统拆分为多个微服务。每个微服务拥有自己的数据存储,并且只能访问自己的数据。这样可以避免数据库的耦合,提高了系统的灵活性和可扩展性。
按照团队组织拆分:根据团队的组织结构将系统拆分为多个微服务。每个团队负责开发和维护自己的微服务,这样可以提高团队的自治性和效率。
功能模块化拆分:将系统按照功能模块进行拆分,每个模块作为一个独立的微服务。这样可以实现功能的高内聚和低耦合,便于单独开发、测试和部署。
在进行微服务拆分时,需要综合考虑系统的业务需求、技术架构、团队组织结构等因素。此外,还需要注意微服务之间的通信和协作方式,以确保系统的整体一致性和稳定性。最好在拆分之前进行充分的需求分析和技术评估,以避免后续的重构和调整。
微服务的拆分是一个涉及多个步骤和考虑因素的复杂过程。下面是一个基本的微服务拆分流程,以及一些相关的最佳实践和建议:
业务分析和划分:
收集业务需求:与业务部门、客户和其他相关方沟通,深入理解业务需求和业务流程。
绘制业务流程图:根据收集到的业务需求,绘制业务流程图,明确业务流程中的各个步骤和环节。
识别业务领域:根据业务流程图,将系统中的业务划分成若干个业务领域,每个业务领域对应一个微服务。
确定业务边界:为每个业务领域确定明确的边界,确保业务领域之间的职责清晰且不重叠。
服务设计和拆分:
绘制服务拓扑图:根据确定的服务边界,画出服务之间的拓扑关系图。
实施服务拆分:根据服务边界和接口定义,将每个业务领域拆分成独立的服务。拆分时应该注意将相关的功能和数据放在同一个服务中,以避免服务之间的耦合和通信开销。
考虑最佳实践:
使用DDD(领域驱动设计):DDD是一种将业务逻辑和软件开发相结合的方法,可以帮助我们更好地理解业务需求,从而更好地划分服务。通过DDD的战略设计建立领域模型,利用领域模型指导微服务的拆分。
使用API Gateway:API Gateway可以将外部请求路由到相应的服务,同时还可以提供身份验证、限流等功能,从而保护服务的安全性和可用性。
使用容器技术:容器技术可以将服务打包成一个独立的可部署单元,从而简化部署和管理过程。
考虑行业特性和业务需求:
对于一个典型的电子商务系统,可以将其拆分为用户管理、商品管理、订单管理、支付管理等微服务。
酒店预订系统也可以类似地拆分为用户管理、酒店管理、房间管理、订单管理等微服务。
在线教育系统则可能包括用户管理、课程管理、视频管理、订单管理等微服务。
考虑非功能维度:
在按照功能维度进行拆分后,还需要考虑其他非功能维度,如性能、可用性、安全性等,以确保微服务架构能够满足整体业务需求。
测试与验证:
在拆分完成后,需要对每个微服务进行单独的测试,以确保其功能和性能符合预期。同时,还需要对整个微服务架构进行集成测试,验证各服务之间的协作和通信是否正常。
迭代与优化:
微服务架构是一个持续演进的过程。随着业务的发展和技术的更新,可能需要对微服务进行进一步的拆分或合并。因此,需要定期回顾和评估微服务架构的效果,并根据需要进行调整和优化。
请注意,微服务的拆分并没有固定的标准或模板,具体的拆分策略需要根据实际情况进行灵活调整。在拆分过程中,需要充分考虑业务需求、技术实现、团队能力等多个方面的因素,以确保拆分后的微服务架构能够满足业务发展的需求。

微服务架构的服务治理

微服务架构的服务治理是确保微服务系统中各个服务能够有效地运行和协同工作的关键。以下是一些常见的微服务架构服务治理实现方案:

  1. 服务注册与发现:通过服务注册中心(例如Consul、Etcd、ZooKeeper等)实现服务的注册和发现。每个服务在启动时向注册中心注册自己的位置和可用性信息,其他服务可以通过注册中心查询并发现需要调用的服务。
  2. 负载均衡:在服务调用时进行负载均衡,以确保请求能够分发到可用的服务实例上。常见的负载均衡策略包括轮询、随机、权重等。
  3. 熔断器:通过熔断器(如Netflix的Hystrix)实现对服务调用的监控和容错。熔断器能够在服务不可用或响应时间过长时快速失败,避免整个系统的级联故障。
  4. 服务间通信:采用HTTP、RPC(如gRPC)、消息队列等方式实现服务之间的通信。选择合适的通信方式取决于具体的业务需求和性能要求。
  5. 服务路由与版本管理:通过API网关或服务网关实现服务的路由和版本管理。API网关可以根据请求的路径或参数将请求路由到对应的服务,并支持灰度发布和版本控制。
  6. 服务监控与追踪:使用监控工具(如Prometheus、Grafana)和分布式追踪工具(如Zipkin、Jaeger)对服务的运行状态和性能进行监控和追踪,及时发现并解决问题。
  7. 服务安全:实现服务间的安全通信和访问控制,包括身份认证、权限管理、数据加密等,确保服务的安全性和可靠性。
  8. 自动化运维:通过自动化工具(如Kubernetes、Docker Swarm)实现微服务的部署、扩缩容和故障恢复,降低运维成本和提高系统的稳定性。
    这些实现方案可以根据具体的需求和场景进行组合和调整,以构建稳健、高可用的微服务系统。

限流、降级、熔断有什么区别

限流、降级、熔断有什么区别限流、降级和熔断是微服务架构中常用的容错机制,它们的主要目的是在面对系统负载过高或部分故障时,保障系统的稳定性和可靠性。它们各自的作用和实现方式如下:

  1. 限流(Rate Limiting):
    ○ 作用:限流是一种控制系统流量的机制,确保系统在面对高负载时不会被过度压力。通过设置最大请求速率或并发连接数,防止系统被过多的请求压垮。
    ○ 实现方式:常见的限流算法包括令牌桶算法和漏桶算法。令牌桶算法通过限制请求速率,控制令牌的生成和消耗来控制请求的流量;漏桶算法则通过固定速率的漏桶来控制请求的处理速度。
  2. 降级(Degradation):
    ○ 作用:降级是一种在系统负载过高或部分服务不可用时,有选择性地关闭一些功能或服务,以保障系统的核心功能可用性。
    ○ 实现方式:通过在高负载或异常情况下,临时关闭一些不重要或次要的功能或服务来减少系统的负载。例如,在电商网站中,可以暂时关闭推荐系统或广告系统,以确保用户可以继续浏览商品和完成购买。
  3. 熔断(Circuit Breaking):
    ○ 作用:熔断是一种检测服务是否可用的机制,当服务出现故障或延迟时,立即中断对该服务的请求,避免因连续失败的请求导致系统雪崩效应。
    ○ 实现方式:通过设置阈值和超时时间来监控服务的响应情况。当服务的错误率超过阈值或请求的响应时间超过预设的超时时间时,触发熔断机制,暂时停止对该服务的请求,并在一段时间内拒绝新的请求。一段时间后,系统可以尝试放行一部分请求,如果请求成功,则逐渐恢复对该服务的请求;如果请求失败,则继续保持熔断状态。

综上所述,限流、降级和熔断是微服务架构中常用的容错机制,它们各自解决了系统在高负载或部分故障情况下的稳定性和可靠性问题,但在实际应用中需要根据系统的特点和需求进行合理的选择和配置。

微服务中的CI/CD

在微服务架构中,持续集成(Continuous Integration,CI)和持续交付(Continuous Delivery,CD)是至关重要的实践,可以帮助团队更快地交付新功能、修复bug,并确保整个微服务系统的稳定性和可靠性。以下是微服务中CI/CD的关键考虑因素和实践:

  1. 自动化构建和测试:每当开发人员提交代码时,自动触发构建过程,并运行单元测试、集成测试和端到端测试。这样可以确保代码质量,并尽早发现潜在的问题。
  2. 版本控制和代码管理:所有的代码都应该托管在版本控制系统(如Git)中,并采用合适的分支管理策略。这样可以确保代码的可追溯性和可重复性。
  3. 持续集成(CI):在CI流水线中,集成所有微服务的代码,并执行自动化的构建、测试和静态代码分析。如果有任何问题出现,团队会立即得到通知,并及时修复。
  4. 持续交付(CD):通过持续交付流水线,自动化地部署和验证微服务的新版本。可以采用灰度发布或蓝绿部署等策略来降低发布风险,确保新版本的稳定性。
  5. 基础设施即代码(IaC):通过IaC工具(如Terraform、Ansible)管理微服务的基础设施,实现自动化的环境部署和配置管理。这样可以确保开发、测试和生产环境的一致性,并提高环境的可重复性和可靠性。
  6. 容器化和编排:将每个微服务打包成容器(如Docker镜像),并使用容器编排工具(如Kubernetes)进行部署和管理。容器化可以提高应用的可移植性和弹性,简化部署流程,同时提供更好的资源利用率和隔离性。
  7. 监控和反馈:在CI/CD流程中集成监控和日志系统,实时监测微服务的运行状态和性能指标,并及时反馈给开发团队。这样可以快速发现并解决问题,确保微服务系统的稳定性和可靠性。
    通过以上实践,团队可以构建一个高度自动化、快速响应变化的CI/CD流水线,从而加速软件交付的速度,提高团队的生产力和创新能力。
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