微服务学习:基础理论

一、微服务和应用现代化

1、时代的浪潮,企业的机遇和挑战

在互联网化+数字化+智能化+全球化的当今社会,IT行业也面临新的挑战:

  • 【快】业务需求如“滔滔江水连绵不绝”,企业需要更快的交付
  • 【变】林子大了,百色用户,企业需要提供更个性化、更精细、随时变化的服务体验
  • 【巨】万川汇聚,一叶扁舟,企业需要处理浩如烟海般的请求与数据,同事确保平稳与准确

企业想要在竞争中取得优势,必须比对手更快地把产品推出市场;拥抱市场变化,随时快速地相应用户新需求;不断扩大用户规模,持续增加处理吞吐。如果不能在瞬息万变的市场情况下做出快速反应,那只能被远远地甩在身后。

2、新技术的出现,为微服务奠定了发展的基础

  • 移动化、云计算、物联化,促进了新型业务模式创新,需要依赖技术和新平台
  • 容器技术的出现,为服务多了以后如何自动化部署、如何运维提供了完美的解决方案,解决了微服务“最后一公里”落地的问题,从而完成了微服务生态最后一块拼图。
  • Devops理念已逐渐被业界广泛接受,越来越多的企业开始践行Devops实施。Devops为微服务的开发、测试及运维的自动化提供了坚实的基座。

3、新时代IT行业面临的四个变化

  • 用户行为的变化:业务应用的用户访问不可预估,突发性访问增多,微博事件和小红书海外流量突然激增就是最好的案例
  • 业务模式的变化:所有业务访问都是通过互联网渠道,包括Web、手机APP、微信小程序等
  • 业务系统开发的变化:应用再也不像以前半年/一年进行规划,随时会有需求变化,两周一个迭代成为常态。业务应用交付周期短,质量要求高
  • 运维模式的变化:要求全天候值守,在线升级和快速响应。不同团队特别是外包团队使用不同的技术栈,无法统一管控

因此,我们评估是否需要采用微服务架构,往往考察这五大关键条件:

  • 数据量和业务复杂度
  • 团队规模
  • 应对业务流量变化
  • 是否需要足够的容错容灾
  • 功能重复度和差错成本

二、服务理论基础与设计原则

什么是微服务?
一起合作独立小服务单元

1、微服务理论基础——康威定律

组织形式等同系统设计——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

  • 第⼀定律:Communication dictates design(组织沟通⽅式会通过系统设计表达出来)
  • 第⼆定律:There is never enough time to do something right, but there is always enough
    time to do it over(时间再多⼀件事情也不可能做的完美,但总有时间做完⼀件事情)
  • 第三定律:There is a homomorphism from the linear graph of a system to the linear graph
    of its design organization(线型系统和线型组织架构间有潜在的异质同态特性)
  • 第四定律: The structures of large systems tend to disintegrate during development,
    qualitatively more so than with small systems(⼤的系统组织总是⽐⼩系统更倾向于分解)
    在这里插入图片描述

第⼀定律:组织沟通⽅式会通过系统设计表达出来

5个⼈的项⽬组,需要沟通的渠道是 5*(5–1)/2 = 10
15个⼈的项⽬组,需要沟通的渠道是15*(15–1)/2 = 105
50个⼈的项⽬组,需要沟通的渠道是50*(50–1)/2 = 1,225
150个⼈的项⽬组,需要沟通的渠道是150*(150–1)/2 = 11,175

⼈与⼈的沟通是⾮常复杂的,⼀个⼈的沟通精⼒是有限的,所以当问题太复杂需要很多⼈解决的时候,我们需要做拆分组织来达成对沟通效率的管理

在团队内部进⾏频繁的、细粒度的沟通。对于团队外部,定义好接⼝,契约,只进⾏粗粒度的沟通。这样可以降低沟通成本,同时也符合⾼内聚,低耦合原则
在这里插入图片描述

第二定律:时间再多⼀件事情也不可能做的完美,但总有时间做完⼀件事情

复杂的系统需要通过容错弹性的⽅式持续优化,不要指望⼀个⼤⽽全的设计或架构,好的架构和设计都是慢慢迭代出来的

复杂系统包括但不限于以下模块:

  • 持续集成
  • 敏捷开发
  • 弹性伸缩
  • 监控告警
  • 灰度发布
  • 熔断隔离

拥抱变化,解决当下,先完成一个一个小目标

第三定律:线型系统和线型组织架构间有潜在的异质同态特性

你想要什么样的系统,就搭建什么样的团队,反之亦然。
在这里插入图片描述

第四定律:合久必分,分而治之

⼀个⼤的组织因为沟通成本/管理问题,总为被拆分成⼀个个⼩团队(2 pizza team)
在这里插入图片描述

2、微服务的标准

通过康威定律可以得出行为标准:

  • ⽤⼀切⼿段提升沟通效率。能2个⼈讲清楚的事情,就不要拉更多⼈,每个⼈每个系统都有明确的分⼯,出了问题知道⻢上找谁,避免踢⽪球。
  • 通过MVP(最⼩化可实⾏产品,Minimum Viable Product)的⽅式来设计系统,通过不断的迭代来验证优化,系统应该是弹性设计的。
  • 你想要什么样的系统设计,就架构什么样的团队。最好按业务来划分团队,让团队⾃然⾃治内聚,明确的业务边界会减少和外部的沟通成本。
  • 做⼩⽽美的团队,⼈多会带来沟通的成本,让效率下降。

从而得出微服务的核心标准:

  • 分布式服务组成的系统
  • 按照业务而不是技术来划分组织
  • 做有生命的产品而不是项目
  • 去中心化
  • 自动化运维(Devops)
  • 容错
  • 快速演化

3、微服务设计战略

在这里插入图片描述

三、微服务改造

1、微服务架构VS单体架构

在这里插入图片描述

2、微服务架构面临的挑战

  • 运维要求较高:需要保证几十甚至几百的微服务的正常运行与协作,给运维带来很大的挑战
  • 分布式固有的复杂性:系统容错、网络延迟、分布式事务等问题需要解决
  • 接口调整成本高:修改一个微服务的API,可能需要所有使用该接口的微服务做出调整
  • 可能得重复劳动:多个微服务可能使用相同的功能,但功能本身并没有达到可以分解成微服务的程度,从而导致代码重复

3、如何改造

改造路径:

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微服务与微服务平台

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单体架构的微服务化

在这里插入图片描述

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