4.微服务的实践

微服务的实践

目录

• 微服务的实践
  • 概述
  • 客户端如何访问这些服务
  • 每个服务之间如何通信
    • 同步调用
    • 异步消息调用
  • 如此多的服务，如何实现？
    • 基于客户端的服务注册与发现
    • 基于服务端的服务注册与发现
  • 服务挂了，如何解决？
  • HTTP和RPC的异同

概述

要实际的应用微服务，需要解决以下问题：

• 客户端如何访问这些服务 ？

  • API 网关

• 每个服务之间如何通信 ？

  1. 同步 对内RPC，对外REST

     1.1 RPC

     ​ 传输效率高

     1.2 HTTP

     ​ 跨防火墙

  2. 异步

     2.1 消息队列

• 如此多的服务，如何实现 ？

  • 服务注册与发现

• 服务挂了，如何解决 ？

  • （备份方案，应急处理机制）

客户端如何访问这些服务

原来的 Monolithic 方式开发，所有的服务都是本地的，UI 可以直接调用，现在按功能拆分成独立的服务，跑在独立的一般都在独立的虚拟机上的 Java 进程了。客户端 UI 如何访问他？

后台有 N 个服务，前台就需要记住管理 N 个服务，一个服务 下线、更新、升级，前台就要重新部署，这明显不服务我们拆分的理念，特别当前台是移动应用的时候，通常业务变化的节奏更快。

另外，N 个小服务的调用也是一个不小的网络开销。还有一般微服务在系统内部，通常是无状态的，用户登录信息和权限管理最好有一个统一的地方维护管理（OAuth）。

所以，一般在后台 N 个服务和 UI 之间一般会一个代理或者叫 API Gateway，他的作用包括：

• 提供统一服务入口，让微服务对前台透明
• 聚合后台的服务，节省流量，提升性能
• 提供安全，过滤，流控等API管理功能

其实这个 API Gateway 可以有很多广义的实现办法，可以是一个软硬一体的盒子，也可以是一个简单的 MVC 框架，甚至是一个 Node.js 的服务端。他们最重要的作用是为前台（通常是移动应用）提供后台服务的聚合，提供一个统一的服务出口，解除他们之间的耦合，不过 API Gateway 也有可能成为 单点故障 点或者性能的瓶颈。

每个服务之间如何通信

所有的微服务都是独立的 Java 进程跑在独立的虚拟机上，所以服务间的通信就是 IPC（Inter Process Communication），已经有很多成熟的方案。现在基本最通用的有两种方式：

同步调用

• REST（JAX-RS，Spring Boot）
• RPC（Thrift, Dubbo）

同步调用比较简单，一致性强，但是容易出调用问题，性能体验上也会差些，特别是调用层次多的时候。一般 REST 基于 HTTP，更容易实现，更容易被接受，服务端实现技术也更灵活些，各个语言都能支持，同时能跨客户端，对客户端没有特殊的要求，只要封装了 HTTP 的 SDK 就能调用，所以相对使用的广一些。RPC 也有自己的优点，传输协议更高效，安全更可控，特别在一个公司内部，如果有统一个的开发规范和统一的服务框架时，他的开发效率优势更明显些。就看各自的技术积累实际条件，自己的选择了。

异步消息调用

• Kafka
• Notify
• MessageQueue

异步消息的方式在分布式系统中有特别广泛的应用，他既能减低调用服务之间的耦合，又能成为调用之间的缓冲，确保消息积压不会冲垮被调用方，同时能保证调用方的服务体验，继续干自己该干的活，不至于被后台性能拖慢。不过需要付出的代价是一致性的减弱，需要接受数据 最终一致性；还有就是后台服务一般要实现 幂等性，因为消息送出于性能的考虑一般会有重复（保证消息的被收到且仅收到一次对性能是很大的考验）；最后就是必须引入一个独立的 Broker

如此多的服务，如何实现？

在微服务架构中，一般每一个服务都是有多个拷贝，来做负载均衡。一个服务随时可能下线，也可能应对临时访问压力增加新的服务节点。服务之间如何相互感知？服务如何管理？

这就是服务发现的问题了。一般有两类做法，也各有优缺点。基本都是通过 Zookeeper 等类似技术做服务注册信息的分布式管理。当服务上线时，服务提供者将自己的服务信息注册到 ZK（或类似框架），并通过心跳维持长链接，实时更新链接信息。服务调用者通过 ZK 寻址，根据可定制算法，找到一个服务，还可以将服务信息缓存在本地以提高性能。当服务下线时，ZK 会发通知给服务客户端。

基于客户端的服务注册与发现

优点是架构简单，扩展灵活，只对服务注册器依赖。缺点是客户端要维护所有调用服务的地址，有技术难度，一般大公司都有成熟的内部框架支持，比如 Dubbo。

基于服务端的服务注册与发现

优点是简单，所有服务对于前台调用方透明，一般在小公司在云服务上部署的应用采用的比较多。

服务挂了，如何解决？

前面提到，Monolithic 方式开发一个很大的风险是，把所有鸡蛋放在一个篮子里，一荣俱荣，一损俱损。而分布式最大的特性就是网络是不可靠的。通过微服务拆分能降低这个风险，不过如果没有特别的保障，结局肯定是噩梦。所以当我们的系统是由一系列的服务调用链组成的时候，我们必须确保任一环节出问题都不至于影响整体链路。相应的手段有很多：

• 重试机制 （网络不可靠）

• 限流 （API 网关，流量太大，例如过滤器，请求过多不在处理，“您的网络不通，请重试！？”）

• 熔断机制 （超过多少秒时间，中断服务，减少压力）

• 负载均衡

• 降级（base理论，保证核心业务，本地缓存）

HTTP和RPC的异同

传输协议
RPC，可以基于TCP协议，也可以基于HTTP协议
HTTP，基于HTTP协议
传输效率

RPC，使用自定义的TCP协议，可以让请求报文体积更小，或者使用HTTP2协议，也可以很好的减少报文的体积，提高传输效率
HTTP，如果是基于HTTP1.1的协议，请求中会包含很多无用的内容，如果是基于HTTP2.0，那么简单的封装一下是可以作为一个RPC来使用的，这时标准RPC框架更多的是服务治理
性能消耗，主要在于序列化和反序列化的耗时

RPC，可以基于thrift实现高效的二进制传输
HTTP，大部分是通过json来实现的，字节大小和序列化耗时都比thrift要更消耗性能
负载均衡

RPC，基本都自带了负载均衡策略
HTTP，需要配置Nginx，HAProxy来实现
服务治理（下游服务新增，重启，下线时如何不影响上游调用者）

RPC，能做到自动通知，不影响上游
HTTP，需要事先通知，修改Nginx/HAProxy配置
总结：
RPC主要用于公司内部的服务调用，性能消耗低，传输效率高，服务治理方便。HTTP主要用于对外的异构环境，浏览器接口调用，APP接口调用，第三方接口调用等。