簡介 這些年軟件的設(shè)計規(guī)模越來越龐大，業(yè)務(wù)需求也越來越復(fù)雜，針對系統(tǒng)的性能、高吞吐率、高穩(wěn)定性、高擴(kuò)展等特性提出了更高的要求?？梢哉f業(yè)務(wù)需求是軟件架構(gòu)能力的第一推動力，由于這些因素導(dǎo)致了軟件架構(gòu)思想和相關(guān)技術(shù)也在發(fā)生著巨變。

這些變化反應(yīng)在軟件架構(gòu)行業(yè)里，就是我們開始越來越多的聽到了很多新的詞匯，比如：“分布式”、“SOA”、“微服務(wù)”、“中臺”等概念。 今天我就把我學(xué)習(xí)微服務(wù)的過程記錄下來，包括所有技術(shù)的實現(xiàn)細(xì)節(jié)和個人的理解。

俗話說：好記性，不如爛筆頭，以防自己忘記，以后可以查詢。當(dāng)然，這些東西有很多東西都是自己的理解，里面的插圖也是自己畫的，可能會有一些有失偏頗的地方，當(dāng)然希望有高手可以指正，不靈賜教，大家共同進(jìn)步。

架構(gòu)發(fā)展歷程

現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)可以說是日新月異，發(fā)展迅速。相對于我們軟件設(shè)計行業(yè)也在發(fā)生著巨變，業(yè)務(wù)越來越復(fù)雜，需求越來越龐大、繁雜，軟件架構(gòu)和部署的規(guī)模也發(fā)生著翻天覆地的變化，作為軟件架構(gòu)思想之一的“微服務(wù)架構(gòu)”也在按著自己的規(guī)律進(jìn)化著，接下來我們就簡單的了解一下“微服務(wù)架構(gòu)”發(fā)展經(jīng)歷的三個時期，這些只是個人理解。

單體架構(gòu)（Monolithic）

單體應(yīng)用時代：應(yīng)用程序無論如何分層，都是一個解決方案，或者說都是一個項目，這里的“解決方案”和“項目”不是我們使用的Visual Studio里面的概念，最終的程序代碼都會在一個進(jìn)程里運(yùn)行。

優(yōu)點：開發(fā)簡單，集中管理，沒有分布式的損耗，都是系統(tǒng)進(jìn)程內(nèi)的通信。 缺點：不好維護(hù)，升級困難，耦合嚴(yán)重，無法應(yīng)付高并發(fā)和大數(shù)據(jù)場景，無法快捷迭代。 只能采用同一種技術(shù)，很難用不同的語言或者相同語言不同版本開發(fā)不同模塊。

系統(tǒng)耦合性太強(qiáng)，其中一個模塊有問題，這個系統(tǒng)就會癱瘓，一個模塊升級，整個系統(tǒng)就得停機(jī)維護(hù)。

要上線，必須一起上線，互相等待，無法快速相應(yīng)市場需求。

集群負(fù)擔(dān)大，如果想要集群，只能對整個系統(tǒng)進(jìn)行集群，即使一個模塊有壓力。 垂直拆分 隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的越來越龐大，系統(tǒng)設(shè)計就越來越復(fù)雜，大的系統(tǒng)就開始進(jìn)行業(yè)務(wù)的垂直拆分。比如：有專門做商品秒殺的部門，有專門做生鮮商品的部門，有專門做超市的部門，等等，當(dāng)然這是根據(jù)部門天生劃分的，也有根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行系統(tǒng)劃分的。

優(yōu)點：垂直拆分，系統(tǒng)獨立部署和維護(hù)，每個系統(tǒng)在自己進(jìn)程內(nèi)執(zhí)行，分而治之。 缺點：拆分越多，存儲越復(fù)雜，系統(tǒng)間重復(fù)的東西也越多，單個系統(tǒng)還是單體模式。 分布式服務(wù) 隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)的越來越龐大，軟件系統(tǒng)設(shè)計起來越來越復(fù)雜。

為了避免過度復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求，開始對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的進(jìn)行垂直拆分，形成多個獨立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如果多個系統(tǒng)之間要通信，可以通過跨進(jìn)程的技術(shù)完成通訊。但是垂直拆分也導(dǎo)致了大量重復(fù)代碼、重復(fù)模塊的產(chǎn)生，比如：用戶模塊、日志模塊、支付模塊、認(rèn)證授權(quán)模塊等，這樣分散的代碼也給系統(tǒng)的維護(hù)和升級帶來了困難。

我們對業(yè)務(wù)重新劃分，把獨立的模塊接口化、服務(wù)化，提高重用，這個時候，我們就開始進(jìn)入了分布式服務(wù)的時代。（分布式的第一要務(wù)就是不要分布式）

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優(yōu)點： 獨立進(jìn)程部署，獨立進(jìn)程運(yùn)行，獨立演化。服務(wù)之間可以做到高內(nèi)聚，低耦合。

獨立開發(fā)和維護(hù)，業(yè)務(wù)解耦，無論是業(yè)務(wù)系統(tǒng)還是分布式服務(wù)都獨立演化。

分布式管理

隔離性增強(qiáng)

由一系列服務(wù)組裝成系統(tǒng)，不用重復(fù)建設(shè)，模塊、代碼可以復(fù)用。 缺點： 數(shù)據(jù)一致性（多服務(wù)完成一個任務(wù)）和系統(tǒng)的可用性（集群）成為問題

數(shù)據(jù)庫也進(jìn)行了拆分

維護(hù)、設(shè)計、架構(gòu)成本增加，調(diào)試、糾錯更難

網(wǎng)絡(luò)傳輸分布式損耗成本

不適合高并發(fā)和大數(shù)據(jù)的環(huán)境 微服務(wù)架構(gòu) 微服務(wù)的出現(xiàn)時分布式架構(gòu)已經(jīng)很成熟了，架構(gòu)中各種問題已經(jīng)有了很成熟的解決方案，對于現(xiàn)在的業(yè)務(wù)系統(tǒng)來說，分布式架構(gòu)已經(jīng)變成了一種常規(guī)手段，這個時候，微服務(wù)就出現(xiàn)了。微服務(wù)架構(gòu)是一個用分布式服務(wù)拆分業(yè)務(wù)邏輯，完成解耦的架構(gòu)模式（架構(gòu)風(fēng)格）。

微服務(wù)肯定是分布式的一種，是在分布式技術(shù)成熟之后，然后把分布式當(dāng)成解耦手段來架構(gòu)系統(tǒng)——因為拆分的服務(wù)很細(xì)致，服務(wù)數(shù)量規(guī)模開始變多了，服務(wù)的體量開始縮小了，由以前幾個大的服務(wù)，轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€獨立運(yùn)行的、原子性質(zhì)的服務(wù)。

微服務(wù)最重要的特性是： 可用性：描述一個系統(tǒng)在一段時間內(nèi)提供有用資源的能力，從而減少停工時間，而保持其服務(wù)的高度可用性。

伸縮性：根據(jù)需求動態(tài)添加和刪除系統(tǒng)中資源的能力，是水平或垂直擴(kuò)展的專門實現(xiàn)。 集群（負(fù)載均衡）可以解決系統(tǒng)的高可用和伸縮特性。 優(yōu)點： 可以使用不同語言或者相同語言的不同版本開發(fā)各個模塊。

系統(tǒng)耦合性低，各個模塊分而治之，獨立部署，獨立發(fā)布，獨立維護(hù)。

可以更快的相應(yīng)市場的需求，更符合敏捷開發(fā)。

可以對不同模塊使用集群策略，哪里有問題治哪里。 缺點： 開發(fā)難度更大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。

運(yùn)行效率低，網(wǎng)絡(luò)調(diào)用成本很大。 SOA面向服務(wù)架構(gòu) Service-Oriented Architecture面向服務(wù)架構(gòu)：是一個組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）進(jìn)行拆分，并通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和協(xié)議聯(lián)系起來。如圖：

微服務(wù)架構(gòu)的發(fā)展歷程

我們要解決微服務(wù)的高可用和可伸縮的兩個問題，自然就會想到通過集群來實現(xiàn)，這個思路沒有錯。如果我們實現(xiàn)了服務(wù)集群，那另外兩個問題就會出現(xiàn)，這兩個問題也導(dǎo)致了微服務(wù)架構(gòu)的發(fā)展版本的差異。

第一個：服務(wù)的發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)用方如何發(fā)現(xiàn)服務(wù)，有了新的服務(wù)，我們?nèi)绾沃?，有服?wù)實例掉線，我們?nèi)绾螘缘?，發(fā)現(xiàn)服務(wù)就很重要，這個是基礎(chǔ)問題，第一個問題不解決，第二個問題也沒有辦法實現(xiàn)；

第二個：如何調(diào)用服務(wù)，如何管理那么多的服務(wù)實例。有那么多的集群實例，也就有那么多的服務(wù)實例，我們該怎么去調(diào)用這些服務(wù)呢？多個服務(wù)調(diào)用的關(guān)系如何呢？ 由于這些問題，那我們就看看微服務(wù)架構(gòu)的三個版本是如何解決的。

集中式代理——Nginx V1.0版本（服務(wù)注冊/服務(wù)發(fā)現(xiàn)——手動）

服務(wù)發(fā)現(xiàn)，手動修改配置文件，重新啟動。

負(fù)載均衡，可以輪訓(xùn)、權(quán)重、哈希等等。

服務(wù)新增無法發(fā)現(xiàn)，需要手動配置，服務(wù)掉線可以自動檢查。

客戶端的實現(xiàn)很簡單，不需要額外的代碼，簡單，高效。 客戶端嵌入——Consul V2.0版本（服務(wù)注冊/服務(wù)發(fā)現(xiàn)——自動——服務(wù)治理）

服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)，動態(tài)增加，自動完成。

健康檢查，可以查看損壞服務(wù)，去掉服務(wù)，自動完成。

負(fù)載均衡，Consul返回所有活動服務(wù)實例，客戶端自己實現(xiàn)負(fù)載均衡。 功能強(qiáng)大，自動發(fā)現(xiàn)-自動下線，客戶端集成比較復(fù)雜，負(fù)載均衡在客戶端實現(xiàn)。 服務(wù)網(wǎng)格——Service Mesh V3.0——技術(shù)不成熟，華為+唯品會，Istio

SideCar服務(wù)管理服務(wù)實例的注冊和發(fā)現(xiàn)，服務(wù)實例的治理和調(diào)用。Service Mesh’s Control Plan管理所有的SideCar。這個技術(shù)我就不多談了，網(wǎng)上的資料也很多，目前這個技術(shù)還不是很成熟，使用的范圍也不是很廣，只有一些大的公司有過使用，比如：微軟等。

微服務(wù)架構(gòu)必備技術(shù)棧

微服務(wù)是一種軟件設(shè)計、架構(gòu)思想，當(dāng)然，里面也包含了相關(guān)技術(shù)點要解決當(dāng)前要務(wù)。學(xué)習(xí)微服務(wù)，我們不能空口而談，一定要落實到具體的技術(shù)棧上。當(dāng)今使用比較多兩個技術(shù)體系，一個是Java，另外一個就是Net，廢話不多說，我是使用微軟相關(guān)技術(shù)棧的軟件架構(gòu)人員，當(dāng)然使用的“微服務(wù)”架構(gòu)技術(shù)棧也都是微軟的。

今天我就把相關(guān)“微服務(wù)架構(gòu)”所用到的技術(shù)棧羅列出來，我也要說明一下，微服務(wù)架構(gòu)里面的很多技術(shù)是和開發(fā)語言無關(guān)的，無論是.Net還是Java平臺都可以使用。以后，一步一步的針對每項技術(shù)在做深入研究。

微服務(wù)架構(gòu)——服務(wù)通信

WebService、WCF、WebAPI，甚至可以是ASHX，ASPX，這都是微軟本身的技術(shù)體系，沒什么可說的。

主動觸發(fā)

數(shù)據(jù)序列化傳遞

跨平臺

跨語言

Http穿透防火墻

微服務(wù)架構(gòu)——進(jìn)程通信

Net Remoting：Net平臺督郵的，不支持跨平臺。

gRPC：高性能、開源和通用RPC框架，面向服務(wù)端和移動端，基于HTTP/2設(shè)計，推薦使用。

微服務(wù)架構(gòu)——API網(wǎng)關(guān)服務(wù)（Ocelot） API網(wǎng)關(guān)——它是系統(tǒng)的暴露在外部的一個訪問入口。這個有點像代理訪問的家伙，就像一個公司的門衛(wèi)承擔(dān)著尋址、限制進(jìn)入、安全檢查、位置引導(dǎo)、等等功能。Ocelot是一個用.NET Core實現(xiàn)并且開源的API網(wǎng)關(guān)，它功能強(qiáng)大，包括了：路由、請求聚合、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、認(rèn)證、鑒權(quán)、限流熔斷、并內(nèi)置了負(fù)載均衡器與Service Fabric、Butterfly Tracing集成。這些功能只都只需要簡單的配置即可完成。如圖：

官網(wǎng)：https://ocelot.readthedocs.io/en/latest/index.html

微服務(wù)架構(gòu)——認(rèn)證&授權(quán)

現(xiàn)在的應(yīng)用開發(fā)層出不窮，基于瀏覽器的網(wǎng)頁應(yīng)用，基于微信的公眾號、小程序，基于iOS、Android的App，基于Windows系統(tǒng)的桌面應(yīng)用和UWP應(yīng)用等等，這么多種類的應(yīng)用，就給應(yīng)用的開發(fā)帶來的挑戰(zhàn)，我們除了分別實現(xiàn)各個應(yīng)用外，我們還要考慮各個應(yīng)用之間的交互，通用模塊的提煉，其中身份的認(rèn)證和授權(quán)就是每個應(yīng)用必不可少的的一部分。

而現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，對于信息安全要求又十分苛刻，所以一套統(tǒng)一的身份認(rèn)證和授權(quán)就至關(guān)重要。 IdentityServer4就是這樣一個框架，IdentityServer4是為ASP.NET CORE量身定制的實現(xiàn)了OpenId Connect和OAuth2.0協(xié)議的認(rèn)證授權(quán)中間件。

項目地址：https://github.com/IdentityServer/IdentityServer4

微服務(wù)架構(gòu)——瞬態(tài)故障處理

Polly它一款強(qiáng)大的類庫，Polly是一種.NET彈性和瞬態(tài)故障處理庫，允許我們以非常順暢和線程安全的方式來執(zhí)諸如行重試，斷路，超時，故障恢復(fù)等策略。Polly針對.NET 4.0，.NET 4.5和.NET Standard 1.1以及.NET Core實現(xiàn)，該項目作者現(xiàn)已成為.NET基金會一員，項目一直在不停迭代和更新，你值得擁有。 項目地址：https://github.com/App-vNext/Polly

微服務(wù)架構(gòu)——分布式追蹤

隨著微服務(wù)架構(gòu)的流行，一些微服務(wù)架構(gòu)下的問題也會越來越突出，比如一個請求會涉及多個服務(wù)，而服務(wù)本身可能也會依賴其他服務(wù)，整個請求路徑就構(gòu)成了一個網(wǎng)狀的調(diào)用鏈，而在整個調(diào)用鏈中一旦某個節(jié)點發(fā)生異常，整個調(diào)用鏈的穩(wěn)定性就會受到影響，所以會深深的感受到“銀彈”這個詞是不存在的，每種架構(gòu)都有其優(yōu)缺點。

面對以上情況，我們就需要一些可以幫助理解系統(tǒng)行為、用于分析性能問題的工具，以便發(fā)生故障的時候，能夠快速定位和解決問題，這時候APM（應(yīng)用性能管理）工具就該閃亮登場了。 項目地址：https://github.com/SkyAPM/SkyAPM-dotnet

微服務(wù)架構(gòu)——分布式日志

一般我們需要進(jìn)行日志分析場景：直接在日志文件中g(shù)rep、awk就可以獲得自己想要的信息。但在規(guī)模較大也就是日志量多而復(fù)雜的場景中，此方法效率低下，面臨問題包括日志量太大如何歸檔、文本搜索太慢怎么辦、如何多維度查詢。

需要集中化的日志管理，所有服務(wù)器上的日志收集匯總。常見解決思路是建立集中式日志收集系統(tǒng)，將所有節(jié)點上的日志統(tǒng)一收集，管理，訪問。 大型系統(tǒng)通常都是一個分布式部署的架構(gòu)，不同的服務(wù)模塊部署在不同的服務(wù)器上，問題出現(xiàn)時，大部分情況需要根據(jù)問題暴露的關(guān)鍵信息，定位到具體的服務(wù)器和服務(wù)模塊，構(gòu)建一套集中式日志系統(tǒng)，可以提高定位問題的效率。

Exceptionless是一個開源的實時的日志收集框架，它可以應(yīng)用在基于ASP.NET，ASP.NET Core，Web Api，Web Forms，WPF，Console，MVC等技術(shù)棧的應(yīng)用程序中，并且提供了Rest接口可以應(yīng)用在Javascript，Node.js中。

它將日志收集變得簡單易用并且不需要了解太多的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)及配置。在以前，我們做日志收集大多使用Log4net，Nlog等框架，在應(yīng)用程序變得復(fù)雜并且集群的時候，可能傳統(tǒng)的方式已經(jīng)不是很好的適用了，因為收集各個日志并且分析他們將變得麻煩而且浪費時間。

現(xiàn)在Exceptionless團(tuán)隊給我們提供了一個更好的框架來做這件事情，我認(rèn)為這是非常偉大并且有意義的，感謝他們。

官網(wǎng)：http://exceptionless.com/ GitHub：https://github.com/exceptionless/Exceptionless

ELK是三個開源軟件的縮寫，分別為：Elasticsearch、Logstash以及Kibana，它們都是開源軟件。不過現(xiàn)在還新增了一個Beats，它是一個輕量級的日志收集處理工具（Agent），Beats占用資源少，適合于在各個服務(wù)器上搜集日志后傳輸給Logstash，官方也推薦此工具，目前由于原本的ELK Stack成員中加入了Beats工具所以已改名為Elastic Stack。推薦使用。

微服務(wù)架構(gòu)——分布式配置中心

Apollo（阿波羅）是攜程框架部門研發(fā)的配置管理平臺，能夠集中化管理應(yīng)用不同環(huán)境、不同集群的配置，配置修改后能夠?qū)崟r推送到應(yīng)用端，并且具備規(guī)范的權(quán)限、流程治理等特性。 服務(wù)端基于Spring Boot和Spring Cloud開發(fā)，打包后可以直接運(yùn)行，不需要額外安裝Tomcat等應(yīng)用容器。

Java客戶端不依賴任何框架，能夠運(yùn)行于所有Java運(yùn)行時環(huán)境，同時對Spring環(huán)境也有較好的支持。 .Net客戶端不依賴任何框架，能夠運(yùn)行于所有.Net運(yùn)行時環(huán)境。 項目地址：https://github.com/ctripcorp/apollo/

微服務(wù)架構(gòu)——分布式鎖

分布式鎖的解決方案有很多，我在這里就羅列一些，我會在以后的實踐中實現(xiàn)這些技術(shù)點。

Consul可以實現(xiàn)分布式鎖

Redis可以實現(xiàn)分布式鎖，推薦使用。

ZooKeeper可以實現(xiàn)分布式鎖

數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)分布式鎖

微服務(wù)架構(gòu)——分布式事務(wù) 分布式事務(wù)的實現(xiàn)方式也不少，以后努力學(xué)習(xí)吧。

2PC（two-phase commit protocol，強(qiáng)一致性，沒有可用性）

3PC

TCC（Try-Confirm-Cancel）

本地消息表，推薦RabbitMQ

Saga模式

本地消息表：MQ分布式事務(wù)—本地消息表—基于消息的一致性。

上游投遞消息

下游獲取消息

上游投遞穩(wěn)定性

下游接受穩(wěn)定性

微服務(wù)架構(gòu)——容器化 Docker是一個開源的應(yīng)用容器引擎，可以打包應(yīng)用以及依賴包到一個可移植的鏡像中，然后發(fā)布到任何流行的Linux和Windows機(jī)器上，也可以實現(xiàn)虛擬化。 Docker使用客戶端-服務(wù)器（C/S）架構(gòu)模式，使用遠(yuǎn)程API來管理和創(chuàng)建Docker容器。

Docker容器通過Docker鏡像來創(chuàng)建。容器與鏡像的關(guān)系類似于面向?qū)ο?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程中的對象與類。 Docker采用C/S架構(gòu)Docker daemon作為服務(wù)端接受來自客戶的請求，并處理這些請求（創(chuàng)建、運(yùn)行、分發(fā)容器）。

客戶端和服務(wù)端既可以運(yùn)行在一個機(jī)器上，也可通過socket或者RESTful API來進(jìn)行通信。 Docker daemon一般在宿主主機(jī)后臺運(yùn)行，等待接收來自客戶端的消息。Docker客戶端則為用戶提供一系列可執(zhí)行命令，用戶用這些命令實現(xiàn)跟Docker daemon交互。

微服務(wù)架構(gòu)——容器編排 Kubernetes是Google開源的一個容器編排引擎，它支持自動化部署、大規(guī)?？缮炜s、應(yīng)用容器化管理。在生產(chǎn)環(huán)境中部署一個應(yīng)用程序時，通常要部署該應(yīng)用的多個實例以便對應(yīng)用請求進(jìn)行負(fù)載均衡。 在Kubernetes中，我們可以創(chuàng)建多個容器，每個容器里面運(yùn)行一個應(yīng)用實例，然后通過內(nèi)置的負(fù)載均衡策略，實現(xiàn)對這一組應(yīng)用實例的管理、發(fā)現(xiàn)、訪問，而這些細(xì)節(jié)都不需要運(yùn)維人員去進(jìn)行復(fù)雜的手工配置和處理。

Kubernetes也可以理解為Docker的編排容器，是管理應(yīng)用的全生命周期的工具，從創(chuàng)建應(yīng)用/部署，應(yīng)用提供服務(wù)，擴(kuò)容縮容，更新，都非常的方便，而且可以做到故障自愈。 官網(wǎng)：https://kubernetes.io/docs/home/ 微服務(wù)架構(gòu)——CI/CD Jenkins是一個開源的、提供友好操作界面的持續(xù)集成（CI）工具，主要用于持續(xù)、自動的構(gòu)建/測試軟件項目、監(jiān)控外部任務(wù)的運(yùn)行。 官網(wǎng)：https://www.jenkins.io/

原文鏈接：https://www.cnblogs.com/PatrickLiu/p/13925259.html

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