学习笔记:什么是微服务?

  如今微服务倍受关注:文章、博客、社交媒体讨论和会议演讲。微服务正在迅速朝着加德纳技术成熟度曲线(Gartner Hype cycle)的高峰前进。与此同时,也有持怀疑态度的软件社区人员认为微服务没什么新鲜可言。反对者声称它的思想只是面向服务架构(SOA)的重塑。然而,无论是炒作还是怀疑,不可否认,微服务架构模式具有非常明显的优势 — 特别是在实施敏捷开发和复杂的企业应用交付方面。

  我们先来看看为什么要考虑使用微服务。

 

构建单体应用

  我们假设,您开始开发一个打车应用,打算与 Uber 和 Hailo 竞争。经过初步交流和需求收集,您开始手动或者使用类似 Rails、Spring Boot、Play 或者 Maven 等平台来生成一个新项目。

  该新应用是一个模块化的六边形架构,如图 1-1 所示:

图 1-1、一个简单的打车应用

图 1-1、一个简单的打车应用

  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,你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。

 

走向单体地狱

  不幸的是,这种简单的方法有很大的局限性。成功的应用有一个趋势,随着时间推移而变得越来越臃肿。您的开发团队在每个冲刺阶段都要实现更多的用户需求,这意味着需要添加许多行代码。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。为了给出一个极端示例,我最近和一位开发者做了交谈,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 JAR 之间的依赖。我相信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,您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,其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。我调查过开发者们的单体应用的大小和性能,一些报告的启动时间为 12 分钟。我也听说过应用程序启动需要 40 分钟以上的怪事。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。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。联想到我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。

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