揭秘CMP 5.0：微服务应用开发框架之SkyStack

前言

在过去的十余年里面，软件开发行业逐渐分成了两个领域，一部分是企业应用开发，为客户开发，软件要安装到企业客户自己的资源上，客户负责运维（或者通过技术支持），一部分是互联网软件，为自己开发，自己开发并运维一套软件通过网络给最终用户使用。同时，这两个领域使用的技术栈也逐渐分化，前者主要关注功能实现，标准化，易安装，易运维，后者主要关注高并发，高可用，高性能及纵向伸缩性等。

随着微服务概念的提出，这两个领域似乎又形成了一个合流，都在微服务化。这里体现在：

由于SaaS 的兴起，使得一些企业应用厂商也开始采用互联网模式，遇到用户规模的问题。同时企业应用很难纯 SaaS 化，面对大客户的时候，势必面临私有部署的问题，所以必须探索一种既能支撑用户规模，同时要能方便私有化部署的架构。为了解决这些问题，我们在即将发布的SkyForm CMP5.0产品开发上使用了微服务应用架构。

微服务介绍

微服务出现之前，有很大一部分开发商都采用单体应用开发方式，我们先看一下微服务架构和传统开发中的单体应用架构的区别。

1.  微服务与单体应用的区别

单体应用特点：代码完全共享，数据库共享，整体部署，笨重，功能紧耦合，局部修改整体更新。

1.1单体应用

单体应用

单体应用的优点：部署简单

单体应用的缺点：维护性差，伸缩性差，开发成本高，技术选型困难，资源利用率底，故障全局性

1．2微服务

微服务特点：代码分离，功能解耦，数据独立，独立部署，轻量，局部修改局部更新

微服务的优点：维护性高，伸缩性强，开发成本底，技术选型简单，资源利用率高，故障隔离

微服务的缺点：部署复杂，说是缺点有点勉强，部署复杂可以通过运维手段可以解决，这里就不做过多讨论了。

 

微服务

2.  微服务架构模式

以上两张图的区别：右图中出现了一个Api网关，其主要作用包括：统一路由，统一鉴权，统一流控，统一协议，统一防攻击等。可见  有了Api网关微服务架构才算完整。

下图中加入了服务发现功能，这个是微服务的核心功能。

细心的读者可能发现了一个问题，Api网关是不是容易成为整个应用的瓶颈呢？答案是肯定的。不过这里给出了解决方案，请看下面：

通过使用Keepalived方式可以解决Api网关单点故障的问题，同时下图也是微服务的运行架构。

微服务之间的调用分为：同步调用和异步调用。

1)  同步调用：即时性较好，部署简单，但存在强耦合问题。同步调用一般采用内部通信的RPC，不过你要关注它的码流、序列化效率、线程模型是否高效、地址透明化等问题，减少内部通信的延迟。

2)  异步调用：服务之间的依赖关系充分解耦，同时可以处理较耗时的复杂业务，一般可以通过消息中间件或异步线程方式来实现。

根据不同的应用场景选择不同的调用方式，在实际的应用开发中，两种调用模式都是同时混用的。

SkyStack框架

我们对微服务做了简单的介绍，那么我们怎样快速开发一个微服务呢，下面开始介绍公司的自研框架Skystack。

1.  SkyStack产生背景

1)  软件设计原则：高内聚，低耦合，抽象共性，高度封装

2)  敏捷迭代，快速交付，应对万变的需求

3)  服务化设计，配置化开发

4)  云化驱动：横向扩展（集群），纵向扩展（分布式），Z向扩展（用户数据特性）

5)  最终目标：提高劳动生产率，保证产品质量

2.  SkyStack微服务框架技术栈

3.  SkyStack特点

1)  前后端分离，后端分层开发，层次清晰且意义明确，降低耦合度，提高复用率

2)  以服务化开发，业务功能以服务设计为驱动，开发团队结构，实现并行开发

3)  支持多语言国际化，根据业务场景支持分域切库

4)  异常统一处理机制：针对核心业务异常统一处理，标准化输出，支持多语言异常信息

5)  根据数据模型反向生成DAO源代码，且支持灵活扩展

6)  任意业务相关参数都是可配置的，即一切皆可配置

7)  部署灵活，任意服务都可独立部署，不依赖于任何容器，即任意云化部署

8)  严格按照开发规范设计，持续集成，降低软件维护成本

9)  ”填空题式“开发，节省大量开发工作量的同时，同时保证了产品质量。

4.  SkyStack组件介绍

skystack-base：微服务接口开发所依赖的基础组件

skystack-common：提供一些常用工具及公共类

skystack-core：skystack框架本身所依赖组件，扩展模块所依赖的核心模块

skystack-dbdriver：数据库访问所依赖的核心组件，内部使用mybatis

skystack-auth：api网关层统一处理用户的认证及权限

skystack-log：业务层统一处理业务日志的核心组件

skystack-web：提供基于socket或http的web服务，底层基于netty

skystack-rest：rest开发框架，用于开发rest服务，被wsg使用

skystack-wsg：api网关层所依赖的核心组件，提供请求路由及协议转换

skystack-dubbo：提供dubbo服务所使用的核心组件

skystack-ut：业务层做单元测试所要依赖的组件

skystack-httpclient：调用rest服务时所使用的开发组件，能够以面向对象方式调用rest服务，具有高效，快捷，易维护等特点。

skystack-generator：微服务开发手脚架，用于快速生成微服务代码框架，以便快速开发。 

5.  微服务应用开发的手脚架

为了快速开发和标准化工程，可以使用skystack-generator组件进行快速生成，具体步骤如下：

1)  通过使用skystack-generator组件生成微服务工程，可以在eclipse里面完成或通过命令行完成。生成的微服务工程包括：xxx,xxx-api,xxx-app,xxx-dubbo,xxx-pack,每个工程的意义如下：

ü  xxx：微服务的父工程

ü  xxx-api：微服务的接口工程

ü  xxx-app：微服务的核心业务工程

ü  xxx-dubbo：微服务发布dubbo服务的工程

ü  xxx-pack：微服务的打包工程

2)  将上述生成的微服务工程导入到eclipse中

3)  基于所生成的微服务工程编写自己的业务代码，同时进行单元测试

4)    对xxx工程（父工程）进行maven install，在xxx-pack工程的target目录下生成了一个打包好的压缩包（tar，zip等），将这个压缩包解压到任何机器的任意目录，进入bin下执行start即可。微服务的部署不会依赖任何第三方的服务器中间件（底层基于netty），只要有JDK8及以上版本即可。

在上面的图中可以看到，开发微服务应用只需在应用插槽中加入新的应用即可。底层的所有技术细节都被SkyStack所屏蔽，这些对开发人员都是透明的，因此开发人员只需关注核心业务开发，使他们的工作重点更加内聚，从而产出高质量、高效率的软件得到保障。

6.  微服务应用开发架构全景图

下图是微服务应用开发架构全景图，逻辑上分为七层：数据层、访问层、业务层、接口层、服务层、网关层及展现层。每一层都有明确的职责，蓝色模块代表核心业务，也是开发人员需要交付的，整个开发都是需要依赖SkyStack框架的。

总结

本质上，微服务的目的是想以一种架构模式，应对软件所服务的用户的规模增长及多变的复杂业务。没有微服务架构之前，大多数应用是以单体模式出现的，只有当规模或业务增长到一定程度，单体架构满足不了伸缩需求的时候，才考虑拆分。而微服务的目标是在一开始的时候就按照这种架构实现，是一种面向未来的架构，也就是说用开始的选择成本降低以后的重构成本。

在实际开发中，SkyStack的很多功能特性还需要后续升级完善，例如与Kubernetes的融合等。关于微服务的使用这里借用一句话：用经济学的观点来说，微服务是技术投资，单体应用是技术债务，技术有余力，那可以投资以期待未来收益，没余力那就只能借债支持当前业务，等待未来还债。