标签：soa paas 调用 服务 一个 CAP 应用程序 应用 架构

一 IaaS基础设施服务

IaaS: Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务）

第一层叫做IaaS，有时候也叫做Hardware-as-a-Service，几年前如果你想在办公室或者公司的网站上运行一些企业应用，你需要去买服务器，或者别的高昂的硬件来控制本地应用，让你的业务运行起来。

但是现在有IaaS，你可以将硬件外包到别的地方去。IaaS公司会提供场外服务器，存储和网络硬件，你可以租用。节省了维护成本和办公场地，公司可以在任何时候利用这些硬件来运行其应用。

一些大的IaaS公司包括Amazon, Microsoft, VMWare, Rackspace和Red Hat.

二 paas平台即服务

第二层就是所谓的PaaS，某些时候也叫做中间件。你公司所有的开发都可以在这一层进行，节省了时间和资源。

PaaS公司在网上提供各种开发和分发应用的解决方案，比如虚拟服务器和操作系统。这节省了你在硬件上的费用，也让分散的工作室之间的合作变得更加容易。网页应用管理，应用设计，应用虚拟主机，存储，安全以及应用开发协作工具等。

一些大的PaaS提供者有Google App Engine,Microsoft Azure，Force.com,Heroku，Engine Yard。最近兴起的公司有AppFog, Mendix 和 Standing Cloud

三saas软件即服务

第三层也就是所谓SaaS。这一层是和你的生活每天接触的一层，大多是通过网页浏览器来接入。任何一个远程服务器上的应用都可以通过网络来运行，就是SaaS了。

你消费的服务完全是从网页如Netflix, MOG, Google Apps, Box.net, Dropbox或者苹果的iCloud那里进入这些分类。尽管这些网页服务是用作商务和娱乐或者两者都有，但这也算是云技术的一部分。

一些用作商务的SaaS应用包括Citrix的GoToMeeting，Cisco的WebEx，Salesforce的CRM，ADP，Workday和SuccessFactors

四 总结

iass基础设施服务（组装机）：你买了一大堆电脑配件，cpu 主板..然后组装完成后 装上系统就可以上网。还要自己提供场地 环境 paas平台即服务（品牌机）：买回来开机就行。需要自己提供场地，和环境（电源） saas软件即服务（去网吧）：电脑，场地，环境（电源，网线，饮料）都是网吧提供的服务

一 单体应用

我们假设，您开始开发一个打车应用。

该新应用是一个模块化的六边形架构，如下图（一个简单的打车应用）所示：

该应用的核心是由模块实现的业务逻辑，它定义了服务、领域对象和事件。围绕核心的是与外部世界接口对接的适配器。适配器示例包括数据库访问组件、生产和消费消息的消息组件和暴露了 API 或实现了一个 UI 的 web 组件。

尽管有一个逻辑模块化架构，但应用程序被作为一个单体进行打包和部署。实际格式取决于应用程序的语言和框架。例如，许多 Java 应用程序被打包成 WAR 文件部署在如 Tomcat 或者 Jetty 之类的应用服务器上。其他 Java 应用程序被打包成自包含 (self-contained) 的可执行 JAR。类似地， Rails 和 Node.js 应用程序被打包为有目录层次的结构

以这种风格编写的应用是很常见的。他们很容易开发，因为我们的 IDE 和其他工具就是专注于构建单体应用。这些应用程序也很容易测试， 您可以通过简单地启动并使用如 Selenium 测试包来测试 UI 以轻松地实现端到端 (end-to-end) 测试。单体应用同样易于部署。您只需拷贝打包好的应用程序到服务器上。您还可以通过运行多个副本和结合负载均衡器来扩展应用。在项目的早期阶段，它可以良好运作

二 单体应用的缺陷

成功的应用有一个趋势，随着时间推移而变得越来越臃肿。你的开发团队在每个阶段都要实现更多的用户需求，这意味着需要添加了许多行代码。

几年之后，小而简单的应用将会逐渐成长成一个庞大的单体。例如某团队，他正在编写一个工具，该工具用于从他们的数百万行代码 (lines of code， LOC) 应用中分析出数千个 模块。这是大量开发者在多年齐心协力下创造出了这样的野兽。

一旦您的应用程序成为了一个庞大、复杂的单体，你的开发组织可能会陷入了一个痛苦的境地，敏捷开发和交付的任何一次尝试都将原地徘徊。一个主要问题是应用程序实在非常复杂。对于任何一个开发人员来说显得过于庞大，这是可以理解的。最终，正确修复 bug 和实现新功能变得非常困难而耗时。此外， 这种趋势就像是往下的螺旋。如果基本代码都令人难以理解，那么改变也不会变得正确，您最终得到的将是一个巨大且不可思议的大泥球。

应用程序的规模也将减缓发展。应用程序越大，启动时间越长。一个应用启动时间为 12 分钟，有的甚至40 分钟以上。如果开发人员经常要重启应用服务器，那么很大一部分时间都是在等待中度过，他们的生产力将受到限制。

另一个大问题是，复杂的单体应用本身就是持续部署的障碍。如今， SaaS 应用发展到了可以每天多次将变更推送到生产环境中。这对于复杂的单体来说非常困难，因为您需要重新部署整个应用程序才能更新其中任何一部分。 联想到之前提到的漫长启动时间，这也不会是什么好事。此外，因变更所产生的影响通常不是很明确，您很可能需要做大量的手工测试。因此，持续部署是不可能做到的。

当不同模块存在资源需求冲突时，单体应用可能难以扩展。例如，一个模块可能会执行 CPU 密集型图像处理逻辑，理想情况下是部署在 Amazon EC2 Compute Optimized 实例中。另一个模块可能是一个内存数据库，最适合部署到 EC2 Memory-optimized 实例。然而， 由于这些模块被部署在一起，您必须在硬件选择上做出妥协。

单体应用的另一个问题是可靠性。因为所有模块都运行在同一进程中。任何模块的一个 bug，比如内存泄漏，可能会拖垮整个进程。此外，由于应用程序的所有实例都是相同的，该错误将影响到整个应用的可用性。

最后但同样重要，单体应用使得采用新框架和语言变得非常困难。例如，我们假设您有 200 万行代码使用了 XYZ 框架编写。如果使用较新的 ABC 框架来重写整个应用，这将非常昂贵（在时间和成本方面），即使框架非常好。因此，这对于采用新技术是一个非常大的障碍。在项目开始时， 您无论选择何种新技术都会感到困扰。

总结一下：你有一个成功的关键业务应用程序，它已经发展成为一个只有少数开发人员（如果有的话）能够理解的巨大单体。它使用了过时、非生产性技术编写，这使得招聘优秀开发人员变得非常困难。应用程序变得难以扩展，不可靠。因此敏捷开发和应用交付是不可能的。

一 微服务概念

微服务架构是一种架构概念，旨在通过将功能分解到各个离散的服务中以实现对解决方案的解耦。它的主要作用是将功能分解到离散的各个服务当中，从而降低系统的耦合性，并提供更加灵活的服务支持。

概念

把一个大型的单个应用程序和服务拆分为数个甚至数十个的支持微服务，它可扩展单个组件而不是整个的应用程序堆栈，从而满足服务等级协议。

定义

围绕业务领域组件来创建应用，这些应用可独立地进行开发、管理和迭代。在分散的组件中使用云架构和平台式部署、管理和服务功能，使产品交付变得更加简单。

本质

用一些功能比较明确、业务比较精练的服务去解决更大、更实际的问题。

PS： 微服务这个概念是 2012 年出现的，作为加快 Web 和移动应用程序开发进程的一种方法，2014 年开始受到各方的关注，同年为微服务的元年；

三 微服务解决复杂问题

许多如 Amazon、 eBay 和 Netflix 这样的组织，已经采用现在所谓的微服务架构模式解决了这个问题，而不是构建一个臃肿的单体应用。它的思路是将应用程序分解成一套较小的互连服务。一个服务通常实现了一组不同的特性或功能，例如订单管理、客户管理等。每一个微服务都是一个迷你应用，它自己的六边形架构包括了业务逻辑以及多个适配器。

一些微服务会暴露一个供其他微服务或应用客户端消费的 API。其他微服务可能实现了一个 web UI。在运行时，每个实例通常是一个云虚拟机 (virtual machine， VM) 或者一个 Docker 容器。

例如，前面描述的系统可能分解成如下图（一个单体应用分解成微服务) 所示：

应用程序的每个功能区域现在都由自己的微服务实现。此外，Web 应用程序被划分为一组更简单的 Web 应用程序。例如，以我们的出租车为例，一个是乘客的应用，一个是司机的应用。这使得它更容易地为特定的用户、司机、设备或者专门的用例部署不同的场景。每个后端服务暴露一个 REST API，大部分服务消费的 API 由其他服务提供。例如， Driver Management 使用了 Notification 服务器来通知一个可用司机一个可选路程。UI 服务调用了其他服务来渲染页面。服务也可以使用异步、基于消息的通信。

一些 REST API 也暴露给移动端应用以供司机和乘客使用。然而，应用不能直接访问后端服务。相反，他们之间的通信是由一个称为 API 网关 (API Gateway) 的中介负责。 API 网关负责负载均衡、缓存、访问控制、 API 计量和监控， 可以通过使用 NGINX 来实现。

开发和交付中的伸缩立方：

微服务架构模式相当于此伸缩立方的 Y 轴坐标，此立方是一个来自《架构即未来》 的三维伸缩模型。另外两个坐标轴是由运行多个相同应用程序副本的负载均衡器组成的X 轴坐标和 Z 轴坐标（或数据分区) ，其中请求的属性（例如，一行记录的主键或者客户标识) 用于将请求路由到特定的服务器。

在运行时，X 坐标轴上运行着服务的多个实例，每个服务配合负载均衡器以满足吞吐量和可用性。某些应用程序也有可能使用 Z 坐标轴来进行分区服务。下图展示了如何用 Docker 将 Trip Management 服务部署到 Amazon EC2 上运行。

使用 Docker 部署 Trip Management 服务：

在运行时，Trip Management 服务由多个服务实例组成，每个服务实例是一个 Docker容器。为了实现高可用，容器是在多个云虚拟机上运行的。服务实例的之前是一个类似 NGINX 的负载均衡器，用于跨实例分发请求。负载均衡器也可以处理其他问题，如缓存、访问控制、API 度量和监控。

微服务架构模式明显影响到了应用程序与数据库之间的关系。与其他共享单个数据库模式 (schema) 服务有所不同， 其每一个服务都有自己的数据库模式。一方面，这种做法与企业级数据库数据模型的想法相背，此外，它经常导致部分数据冗余。然而，如果您想从微服务中受益，每一个服务都应该有自己的数据库模式。因为它能实现松耦合。下图展示了数据库架构示例应用程序。

每个服务都拥有各自的数据库。而且，服务可以使用一种最适合其需求、号称多语言持久架构 （polyglot persistence architecture ) 的数据库。例如，DriverManagement，要找到与潜在乘客接近的司机，就必须使用支持高效地理查询的数据库。

打车应用的数据库架构：

从表面上看，微服务架构模式类似于 SOA。微服务是由一组服务组成。然而，换另一种方式去思考微服务架构模式，它是没有商业化的 SOA，没有集成 Web 服务规范 (WS-) 和企业服务总线 (Enterprise Service Bus， ESB) 。基于微服务的应用支持更简单、轻量级的协议，例如，REST，而不是 WS-。他们也尽量避免使用 ESB，而是实现微服务本身具有类似 ESB 的功能。微服务架构也拒绝了 SOA 的其他部分，例如，数据访问规范模式概念。

四 微服务的优点

微服务架构模式有许多非常好的地方。

第一，它解决了复杂问题。它把可能会变得庞大的单体应用程序分解成一套服务。虽然功能数量不变，但是应用程序已经被分解成可管理的块或者服务。每个服务都有一个明确定义边界的方式，如远程过程调用（RPC）驱动或消息驱动 API。微服务架构模式强制一定程度的模块化，实际上，使用单体代码来实现是极其困难的。因此，使用微服务架构模式，个体服务能被更快地开发，并更容易理解与维护。

第二，这种架构使得每个服务都可以由一个团队独立专注开发。开发者可以自由选择任何符合服务 API 契约的技术。当然，更多的组织是希望通过技术选型限制来避免完全混乱的状态。然而，这种自由意味着开发人员不再有可能在这种自由的新项目开始时使用过时的技术。当编写一个新服务时，他们可以选择当前的技术。此外，由于服务较小，使用当前技术重写旧服务将变得更加可行。

第三，微服务架构模式可以实现每个微服务独立部署。开发人员根本不需要去协调部署本地变更到服务。这些变更一经测试即可立即部署。比如，UI 团队可以执行 A|B 测试，并快速迭代 UI 变更。微服务架构模式使得持续部署成为可能。

最后，微服务架构模式使得每个服务能够独立扩展。您可以仅部署满足每个服务的容量和可用性约束的实例数目。此外，您可以使用与服务资源要求最匹配的硬件。例如，您可以在 EC2 Compute Optimized 实例上部署一个 CPU 密集型图像处理服务，并且在 EC2 Memory-optimized 实例上部署一个内存数据库服务。

五 微服务缺点

就像 Fred Brooks 大约在 30 年前写的《人月神话》中说的，没有银弹。与其他技术一样，微服务架构模式也存在着缺点。其中一个缺点就是名称本身。微服务这个术语的重点过多偏向于服务的规模。事实上，有些开发者主张构建极细粒度的 10 至 100 LOC（代码行） 服务，虽然这对于小型服务可能比较好，但重要的是要记住，小型服务只是一种手段，而不是主要目标。微服务的目标在于充分分解应用程序以方便应用敏捷开发和部署。

微服务另一个主要缺点是由于微服务是一个分布式系统，其使得整体变得复杂。开发者需要选择和实现基于消息或者 RPC 的进程间通信机制。此外，由于目标请求可能很慢或者不可用，他们必须要编写代码来处理局部故障。虽然这些并不是很复杂、高深，但模块间通过语言级方法/过程调用相互调用，这比单体应用要复杂得多。

微服务的另一个挑战是分区数据库架构。更新多个业务实体的业务事务是相当普遍的。这些事务在单体应用中的实现显得微不足道，因为单体只存在一个单独的数据库。在基于微服务的应用程序中，您需要更新不同服务所用的数据库。通常不会选择分布式事务，不仅仅是因为 CAP 定理。他们根本不支持如今高度可扩展的 NoSQL 数据库和消息代理。您最后不得不使用基于最终一致性的方法，这对于开发人员来说更具挑战性。

测试微服务应用程序也很复杂。例如，使用现代框架如 Spring Boot，只需要编写一个测试类来启动一个单体 web 应用程序并测试其 REST API。相比之下，一个类似的测试类对于微服务来说需要启动该服务及其所依赖的所有服务，或者至少为这些服务配置存根。再次声明，虽然这不是一件高深的事情，但不要低估了这样做的复杂性。

微服务架构模式的另一个主要挑战是实现了跨越多服务变更。例如，我们假设您正在实现一个变更服务 A、服务 B 和 服务 C 的需求，其中 A 依赖于 B，且 B 依赖于 C。在单体应用程序中，您可以简单地修改相应的模块、整合变更并一次性部署他们。相反，在微服务中您需要仔细规划和协调出现的变更至每个服务。例如，您需要更新服务 C，然后更新服务 B，最后更新服务 A。幸运的是，大多数变更只会影响一个服务，需要协调的多服务变更相对较少。

部署基于微服务的应用程序也是相当复杂的。一个单体应用可以很容易地部署到基于传统负载均衡器的一组相同服务器上。每个应用程序实例都配置有基础设施服务的位置（主机和端口），比如数据库和消息代理。相比之下，微服务应用程序通常由大量的服务组成。例如，据 Adrian Cockcroft 了解到，Hailo 拥有 160 个不同的服务，Netflix 拥有的服务超过 600 个。

每个服务都有多个运行时实例。还有更多的移动部件需要配置、部署、扩展和监控。此外，您还需要实现服务发现机制，使得服务能够发现需要与之通信的任何其他服务的位置（主机和端口）。比较传统麻烦的基于票据（ticket-based）和手动的操作方式无法扩展到如此复杂程度。因此，要成功部署微服务应用程序，需要求开发人员能高度控制部署方式和高度自动化。

一种自动化方式是使用现成的平台即服务（PaaS），如 Cloud Foundry。PaaS 为开发人员提供了一种简单的方式来部署和管理他们的微服务。它让开发人员避开了诸如采购和配置 IT 资源等烦恼。同时，配置 PaaS 的系统人员和网络专业人员可以确保达到最佳实践以落实公司策略。

自动化微服务部署的另一个方式是开发自己的 PaaS。一个普遍的起点是使用集群方案，如 Kubernetes，与 Docker 等容器技术相结合。

六 小结

构建复杂的微服务应用程序本质上是困难的。单体架构模式只适用于简单、轻量级的应用程序，如果您使用它来构建复杂应用，您最终会陷入痛苦的境地。微服务架构模式是复杂、持续发展应用的一个更好的选择。尽管它存在着缺点和实现挑战。

一 系统架构需要遵循的三个标准

• 提高敏捷性：及时响应业务需求，促进企业发展

• 提升用户体验：提升用户体验，减少用户流失

• 降低成本：降低增加产品、客户或业务方案的成本

二 传统的开发模式

先来看看传统的 WEB 开发方式，通过对比比较容易理解什么是 微服务架构。和 微服务 相对应的，这种方式一般被称为 单体式开发（Monolithic）。

既所有的功能打包在一个 WAR 包里，基本没有外部依赖（除了容器），部署在一个 JavaEE 容器（Tomcat，JBoss，WebLogic）里，包含了 DO/DAO，Service，UI 等所有逻辑。

优点

• 开发简单，集中式管理

• 基本不会重复开发

• 功能都在本地，没有分布式的管理和调用消耗

缺点

• 效率低：开发都在同一个项目改代码，相互等待，冲突不断

• 维护难：代码功功能耦合在一起，新人不知道何从下手

• 不灵活：构建时间长，任何小修改都要重构整个项目，耗时

• 稳定性差：一个微小的问题，都可能导致整个应用挂掉

• 扩展性不够：无法满足高并发下的业务需求

三 微服务架构

目的

有效的拆分应用，实现敏捷开发和部署

开发和交付中的伸缩立方

X轴： 运行多个负载均衡器之后的运行实例 Y轴： 将应用进一步分解为微服务（分库） Z轴： 大数据量时，将服务分区（分表）

一 分布式架构

分布式服务顾名思义服务是分散部署在不同的机器上的，一个服务可能负责几个功能，是一种面向SOA架构的，服务之间也是通过rpc来交互或者是webservice来交互的。逻辑架构设计完后就该做物理架构设计，系统应用部署在超过一台服务器或虚拟机上，且各分开部署的部分彼此通过各种通讯协议交互信息，就可算作分布式部署，生产环境下的微服务肯定是分布式部署的，分布式部署的应用不一定是微服务架构的，比如集群部署，它是把相同应用复制到不同服务器上，但是逻辑功能上还是单体应用。

二 微服务架构

微服务相比分布式服务来说，它的粒度更小，服务之间耦合度更低，由于每个微服务都由独立的小团队负责，因此它敏捷性更高，分布式服务最后都会向微服务架构演化，这是一种趋势， 不过服务微服务化后带来的挑战也是显而易见的，例如服务粒度小，数量大，后期运维将会很难

微服务架构是一项在云中部署应用和服务的新技术。大部分围绕微服务的争论都集中在容器或其他技术是否能很好的实施微服务，而红帽说API应该是重点。

微服务可以在“自己的程序”中运行，并通过“轻量级设备与HTTP型API进行沟通”。关键在于该服务可以在自己的程序中运行。通过这一点我们就可以将服务公开与微服务架构（在现有系统中分布一个API）区分开来。在服务公开中，许多服务都可以被内部独立进程所限制。如果其中任何一个服务需要增加某种功能，那么就必须缩小进程范围。在微服务架构中，只需要在特定的某种服务中增加所需功能，而不影响整体进程的架构。

三 区别

分布式的方式是根据不同机器不同业务。

将一个大的系统划分为多个业务模块，业务模块分别部署到不同的机器上，各个业务模块之间通过接口进行数据交互。区别分布式的方式是根据不同机器不同业务。

微服务更加强调单一职责、轻量级通信(HTTP)、独立性并且进程隔离。

微服务与分布式的细微差别是，微服务的应用不一定是分散在多个服务器上，他也可以是同一个服务器。

四 分布式是否属于微服务？

不一定，如果一个很大应用，拆分成三个应用，但还是很庞大，虽然分布式了，但不是微服务。。微服务核心要素是微小。

五 微服务架构是分布式服务架构的子集

微服务架构通过更细粒度的服务切分，使得整个系统的迭代速度并行程度更高，但是运维的复杂度和性能会随着服务的粒度更细而增加。

六 总结

# 分布式服务架构
强调的是服务化以及服务的分散化，重在资源共享与加快计算机计算速度
# 微服务
更强调服务的专业化和精细分工，重在解耦合，使每个模块都独立；
# 从实践的角度来看
微服务架构通常是分布式服务架构，反之则未必成立。
所以，选择微服务通常意味着需要解决分布式架构的各种难题。
# 分布式：分散压力。微服务：分散能力

一 SOA注重重用，微服务注重重写

SOA 的主要目的是为了企业各个系统更加容易地融合在一起。

微服务通常由重写一个模块开始。要把整个巨石型的应用重写是有很大的风险的，也不一定必要。我们向微服务迁移的时候通常从耦合度最低的模块或对扩展性要求最高的模块开始。

把它们一个一个剥离出来用敏捷地重写，可以尝试最新的技术和语言和框架，然后 单独布署。它通常不依赖其他服务。微服务中常用的 API Gateway 的模式主要目的也不是重用代码。

而是减少客户端和服务间的往来。API gateway 模式不等同与 Facade 模式，我们可以使用如 Future 之类的调用，甚至返回不完整数据。

二 SOA注重水平服务，微服务注重垂直服务

SOA 设计喜欢给服务分层(如 Service Layers 模式)。我们常常见到一个 Entity 服务层的设计，美其名曰 Data Access Layer。这种设计要求所有的服务都通过这个 Entity 服务层。来获取数据。这种设计非常不灵活，比如每次数据层的改动都可能影响到所有业务层的服务。而每个微服务通常有它自己独立的 Data Store。我们在拆分数据库时可以适当的做些去范式化，让它不需要依赖其他服务的数据。

微服务通常是直接面对用户的，每个微服务通常直接为用户提供某个功能。类似的功能可能针对手机有一个服务，针对机顶盒是另外一个服务。在 SOA 设计模式中这种情况通常会用到 Multi-ChannelEndpoint 的模式返回一个大而全的结果兼顾到所有的客户端的需求。

三 SOA注重自上而下，微服务注重自下而上

SOA 架构在设计开始时会先定义好服务合同。它喜欢集中管理所有的服务，包括集中管理业务逻辑，数据，流程，Schema 等。它使用 Enterprise Inventory 和 Service Composition 等方法来集中管理服务。SOA 架构通常会预先把每个模块服务接口都定义好。模块系统间的通讯必须遵守这些接口，各服务是针对他们的调用者。

SOA 架构适用于 TO GAF 之类的架构方法论。

微服务则敏捷得多。只要用户用得到，就先把这个服务挖出来。然后针对性的，快速确认业务需求，快速开发迭代。

四 总结

微服务与 SOA 有很多相同之处。两者都属于典型的、包含松耦合分布式组件的系统结构。在围绕着服务的概念创建架构这一方面，微服务提供了一种更清晰、定义更良好的方式。微服务的原则与敏捷软件开发思想是高度一致的，而它与 SOA 原则的演化的目标也是相同的，则减少传统的企业服务总线开发的高复杂性。两者之间最关键的区别在于，微服务专注于以自治的方式产生价值。但是两种架构背后的意图是不同的：SOA 尝试将应用集成，一般采用中央管理模式来确保各应用能够交互运作。微服务尝试部署新功能，快速有效地扩展开发团队。它着重于分散管理、代码再利用与自动化执行。

功能	SOA	微服务
组件大小	大块业务逻辑	单独任务或小块业务逻辑
耦合	通常松耦合	总是松耦合
公司架构	任何类型	小型、专注于功能交叉的团队
管理	着重中央管理	着重分散管理
目标	确保应用能够交互操作	执行新功能，快速拓展开发团队

微服务并不是一种新思想的方法。它更像是一种思想的精炼，一种 SOA 的精细化演进，并且更好地利用了先进的技术以解决问题，例如容器与自动化等。所以对于我们去选择服务技术框架时，并不是非黑即白，而是针对 SOA、MSA 两种架构设计同时要考虑到兼容性，对于现有平台情况架构设计，退则守 SOA，进则攻 MSA，阶段性选择适合的。

一 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

• 每个服务之间如何通信

• 如此多的服务，如何实现？

• 服务挂了，如何解决？（备份方案，应急处理机制）

二 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。

三 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

四 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。

五 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

• 限流

• 熔断机制

• 负载均衡

• 降级（本地缓存）

# 重试
超时时间的配置是为了保护服务，避免consumer服务因为provider 响应慢而也变得响应很慢，这样consumer可以尽量保持原有的性能。
但是也有可能provider只是偶尔抖动，那么超时后直接放弃，不做后续处理，就会导致当前请求错误，也会带来业务方面的损失。
那么，对于这种偶尔抖动，可以在超时后重试一下，重试如果正常返回了，那么这次请求就被挽救了，能够正常给前端返回数据，只不过比原来响应慢一点。
重试时的一些细化策略：
重试可以考虑切换一台机器来进行调用，因为原来机器可能由于临时负载高而性能下降，重试会更加剧其性能问题，而换一台机器，得到更快返回的概率也更大一些
# 限流
只允许系统能够承受的访问量进来，超出的会被丢弃。降级从系统功能优先级角度考虑如何应对故障，而限流则从用户访问压力的角度来考虑如何应对故障。
算法：
漏桶算法：漏桶算法思路很简单，水（请求）先进入到漏桶里，漏桶以一定的速度出水，当水流入速度过大会直接溢出，可以看出漏桶算法能强行限制数据的传输速率。
​
令牌桶算法：对于很多应用场景来说，除了要求能够限制数据的平均传输速率外，还要求允许某种程度的突发传输。这时候漏桶算法可能就不合适了，令牌桶算法更为适合。
令牌桶算法的原理是系统会以一个恒定的速度往桶里放入令牌，而如果请求需要被处理，则需要先从桶里获取一个令牌，当桶里没有令牌可取时，则拒绝服务。
# 熔断机制：
当这个接口不可用了，然后下次掉服务的时候就不会再访问到这个节点了，然后后台还有一个程序，去实时监控这个服务节点，等他好了，你又可以访问了。简单理解就是——比方说排队买票，有3个窗口，其中一个窗口与排了很多人，然后那个售票员有事走开了，那群人不可能一直等，就去别的窗口买了，然后那个售票员回来了，会通知买票的人，这里可以买票了。
​
# 降级：
简单理解就是——比方说返回很多人再买票，还有人在问路，或者在咨询问题，那些问路的，咨询问题的就不处理了，只处理买票

一 什么是 RPC？

RPC 是指远程过程调用，也就是说两台服务器 A，B 一个应用部署在 A 服务器上，想要调用 B 服务器上应用提供的函数或方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

二 RPC 是如何通讯的？

1. 要解决通讯的问题，主要是通过在客户端和服务器之间建立 TCP 连接，远程过程调用的所有交换的数据都在这个连接里传输。连接可以是按需连接，调用结束后就断掉，也可以是长连接，多个远程过程调用共享同一个连接。

2. 要解决寻址的问题，也就是说，A 服务器上的应用怎么告诉底层的 RPC 框架，如何连接到 B 服务器（如主机或 IP 地址）以及特定的端口，方法的名称是什么，这样才能完成调用。比如基于 Web 服务协议栈的 RPC，就要提供一个 endpoint URI，或者是从 UDDI 服务上查找。如果是 RMI 调用的话，还需要一个 RMI Registry 来注册服务的地址。

3. 当 A 服务器上的应用发起远程过程调用时，方法的参数需要通过底层的网络协议如 TCP 传递到 B 服务器，由于网络协议是基于二进制的，内存中的参数的值要序列化成二进制的形式，也就是序列化（Serialize）或编组（marshal），通过寻址和传输将序列化的二进制发送给 B 服务器。

4. B 服务器收到请求后，需要对参数进行反序列化（序列化的逆操作），恢复为内存中的表达方式，然后找到对应的方法（寻址的一部分）进行本地调用，然后得到返回值。

5. 返回值还要发送回服务器 A 上的应用，也要经过序列化的方式发送，服务器 A 接到后，再反序列化，恢复为内存中的表达方式，交给 A 服务器上的应用。

三 为什么要用 RPC？

就是无法在一个进程内，甚至一个计算机内通过本地调用的方式完成的需求，比如比如不同的系统间的通讯，甚至不同的组织间的通讯。由于计算能力需要横向扩展，需要在多台机器组成的集群上部署应用

四 常见RPC框架

功能	Hessian	Montan	rpcx	gRPC	Thrift	Dubbo	Dubbox	Spring Cloud
开发语言	跨语言	Java	Go	跨语言	跨语言	Java	Java	Java
分布式(服务治理)	×	√	√	×	×	√	√	√
多序列化框架支持	hessian	√(支持Hessian2、Json,可扩展)	√	× 只支持protobuf)	×(thrift格式)	√	√	√
多种注册中心	×	√	√	×	×	√	√	√
管理中心	×	√	√	×	×	√	√	√
跨编程语言	√	×(支持php client和C server)	×	√	√	×	×	×
支持REST	×	×	×	×	×	×	√	√
关注度	低	中	低	中	中	中	高	中
上手难度	低	低	中	中	中	低	低	中
运维成本	低	中	中	中	低	中	中	中
开源机构	Caucho	Weibo	Apache	Google	Apache	Alibaba	Dangdang	Apache

实际场景中的选择

# Spring Cloud ： Spring全家桶，用起来很舒服，只有你想不到，没有它做不到。可惜因为发布的比较晚，国内还没出现比较成功的案例，大部分都是试水，不过毕竟有Spring作背书，还是比较看好。
# Dubbox： 相对于Dubbo支持了REST，估计是很多公司选择Dubbox的一个重要原因之一，但如果使用Dubbo的RPC调用方式，服务间仍然会存在API强依赖，各有利弊，懂的取舍吧。
# Thrift： 如果你比较高冷，完全可以基于Thrift自己搞一套抽象的自定义框架吧。
# Montan： 可能因为出来的比较晚，目前除了新浪微博16年初发布的，
# Hessian： 如果是初创公司或系统数量还没有超过5个，推荐选择这个，毕竟在开发速度、运维成本、上手难度等都是比较轻量、简单的，即使在以后迁移至SOA，也是无缝迁移。
# rpcx/gRPC： 在服务没有出现严重性能的问题下，或技术栈没有变更的情况下，可能一直不会引入，即使引入也只是小部分模块优化使用。

一 CAP 定理

2000 年 7 月，加州大学伯克利分校的 Eric Brewer 教授在 ACM PODC 会议上提出 CAP 猜想。2年后，麻省理工学院的 Seth Gilbert 和 Nancy Lynch 从理论上证明了 CAP。之后，CAP 理论正式成为分布式计算领域的公认定理。

CAP 理论为：一个分布式系统最多只能同时满足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partition tolerance）这三项中的两项。

1.1 一致性（Consistency）

一致性指 “all nodes see the same data at the same time”，即更新操作成功并返回客户端完成后，所有节点在同一时间的数据完全一致。

1.2 可用性（Availability）

可用性指“Reads and writes always succeed”，即服务一直可用，而且是正常响应时间。

1.3 分区容错性（Partition tolerance）

分区容错性指“the system continues to operate despite arbitrary message loss or failure of part of the system”，即分布式系统在遇到某节点或网络分区故障的时候，仍然能够对外提供满足一致性和可用性的服务。

二 CAP 权衡

通过 CAP 理论，我们知道无法同时满足一致性、可用性和分区容错性这三个特性，那要舍弃哪个呢？

对于多数大型互联网应用的场景，主机众多、部署分散，而且现在的集群规模越来越大，所以节点故障、网络故障是常态，而且要保证服务可用性达到 N 个 9，即保证 P 和 A，舍弃C（退而求其次保证最终一致性）。虽然某些地方会影响客户体验，但没达到造成用户流程的严重程度。

对于涉及到钱财这样不能有一丝让步的场景，C 必须保证。网络发生故障宁可停止服务，这是保证 CA，舍弃 P。貌似这几年国内银行业发生了不下 10 起事故，但影响面不大，报到也不多，广大群众知道的少。还有一种是保证 CP，舍弃 A。例如网络故障是只读不写。

孰优孰略，没有定论，只能根据场景定夺，适合的才是最好的。

三 BASE 理论

eBay 的架构师 Dan Pritchett 源于对大规模分布式系统的实践总结，在 ACM 上发表文章提出 BASE 理论，BASE 理论是对 CAP 理论的延伸，核心思想是即使无法做到强一致性（Strong Consistency，CAP 的一致性就是强一致性），但应用可以采用适合的方式达到最终一致性（Eventual Consitency）。

3.1 基本可用（Basically Available）

基本可用是指分布式系统在出现故障的时候，允许损失部分可用性，即保证核心可用。

电商大促时，为了应对访问量激增，部分用户可能会被引导到降级页面，服务层也可能只提供降级服务。这就是损失部分可用性的体现。

3.2 软状态（Soft State）

软状态是指允许系统存在中间状态，而该中间状态不会影响系统整体可用性。分布式存储中一般一份数据至少会有三个副本，允许不同节点间副本同步的延时就是软状态的体现。mysql replication 的异步复制也是一种体现。

3.3 最终一致性（Eventual Consistency）

最终一致性是指系统中的所有数据副本经过一定时间后，最终能够达到一致的状态。弱一致性和强一致性相反，最终一致性是弱一致性的一种特殊情况。

四 ACID 和 BASE 的区别与联系

ACID 是传统数据库常用的设计理念，追求强一致性模型。BASE 支持的是大型分布式系统，提出通过牺牲强一致性获得高可用性。

ACID 和 BASE 代表了两种截然相反的设计哲学，在分布式系统设计的场景中，系统组件对一致性要求是不同的，因此 ACID 和 BASE 又会结合使用。

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来源： https://www.cnblogs.com/zhang-da/p/16061793.html

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