張鵬飛 王永強

摘要：理論上任何業(yè)務(wù)系統(tǒng)如果長期存在的話，隨著此系統(tǒng)業(yè)務(wù)變更、功能增加必然會不斷演變，在一個更大的分布式環(huán)境中，這種改變尤其明顯，那么就需要架構(gòu)分析設(shè)計時更多的考慮系統(tǒng)所處的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，這樣才能使得整個系統(tǒng)不斷進化。隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展以及docker容器實踐逐漸完善，微服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計思想逐漸浮出水面.形成分布式 環(huán)境下新的最重要的設(shè)計思想。

關(guān)鍵詞：軟件工程;微服務(wù);持續(xù)交付

一、從分布式單體架構(gòu)到微服務(wù)架構(gòu)遷移

（一）分布式單體架構(gòu)

分布式單體架構(gòu)指的是在分布式環(huán)境下直接部署運行一個整體開發(fā)的應(yīng)用，由整體應(yīng)用來提供系統(tǒng)所需的服務(wù)，它在技術(shù)上通常采用分層實現(xiàn)，大致分為表現(xiàn)層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層，它有天然的優(yōu) 勢：它是模塊獨立無關(guān)的，各層之冋是技術(shù)分離的;它有統(tǒng)一的技術(shù)棧和開發(fā)標(biāo)準(zhǔn);它通常在一個進程中運行，模塊相互之間協(xié)同消耗極小。

（二）微服務(wù)架構(gòu)定義

微服務(wù)架構(gòu)是一種新的軟件體系設(shè)計模 式，它并沒有形成統(tǒng)一、嚴(yán)格的定義，但是基于其 分布式環(huán)境應(yīng)用的場景，卻擁有一些共同的特征： 比如開發(fā)敏捷性、持續(xù)交付、可伸縮性、最終--致性等。微服務(wù)架構(gòu)建議將大型復(fù)雜的單體架構(gòu)應(yīng)用劃分為一組微小的服務(wù)，每個微服務(wù)根據(jù)其負(fù)責(zé)的具體業(yè)務(wù)職責(zé)提煉為單一的業(yè)務(wù)功能;每個服 務(wù)可以很容易地部署并發(fā)布到生產(chǎn)環(huán)境里隔離和獨 立的進程內(nèi)部，它可以很容易地擴展和變更;對于一個具體的服務(wù)來說可以采用任何適用的語言和工 具來快速實現(xiàn);服務(wù)之間基于基礎(chǔ)設(shè)施互相協(xié)同工作， 1.3遷移需解決問題

（1）如何處理服務(wù)狀態(tài)

在分布式環(huán)境下盡可能的設(shè)計無狀態(tài)的微服務(wù) 更容易實現(xiàn)可伸縮性，但是在很多應(yīng)用場景（用戶相關(guān)數(shù)據(jù)讀寫）有狀態(tài)是不可避免的.所以必須把 有狀態(tài)服務(wù)的狀態(tài)相關(guān)信息提取出來使得有狀態(tài)服 務(wù)達(dá)到無狀態(tài)服務(wù)同樣的性能和擴展能力。目前有 兩種實現(xiàn)方式：一種是采用分布式緩存集群存儲狀 態(tài)，一種是采用nosql數(shù)據(jù)庫集群來存儲狀態(tài)。

（2）服務(wù)之間通信機制由于每個微服務(wù)都是在獨立、隔離的進程內(nèi)部 運行，所以這些微服務(wù)之間的調(diào)用行為屬于進程冋 通信。

（3）服務(wù)可持續(xù)交付

實現(xiàn)微服務(wù)架構(gòu)的保障就是能夠嚴(yán)格執(zhí)行服務(wù) 的可持續(xù)交付，服務(wù)可持續(xù)交付指的是每個服務(wù) 交付的流程具備持續(xù)性，也就是說一個微服務(wù)應(yīng)用 從開發(fā)完畢到部署發(fā)布中間的過程是一個可持續(xù)的 過程，并且這個微服務(wù)應(yīng)用可能存在多個版本不同 運行狀態(tài)的服務(wù)實例，它們需要集成到現(xiàn)有的運行環(huán)境中穏定提供服務(wù)。服務(wù)可持續(xù)交付常常包括幾個方面：開發(fā)、單元測試、構(gòu)建、部署、集成、集 成測試、發(fā)布，從基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境來看又包含幾個部分，代碼版本管理、構(gòu)建管理、部署管理、集成管 理、測試管理、發(fā)布管理、運維監(jiān)控管理。

二、微服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計與分析

（一）微服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計依據(jù)

（1）分布式系統(tǒng)核心問題

1） 性能和可伸縮性

在分布式環(huán)境下，微服務(wù)架構(gòu)使得業(yè)務(wù)邏輯可 以拆分為粒度較小的服務(wù)，這些服務(wù)能夠運行在獨 立、隔離的環(huán)境，易于部署、可擴展性強，因此這 些微服務(wù)的處理請求能力可伸縮性強，性能優(yōu)勢明顯。

2） 數(shù)據(jù)一致性和高可用性

在分布式環(huán)境下，從硬件到主機操作系統(tǒng)到軟 件總有一部分存在故障狀態(tài)，需要保證這個系統(tǒng)的 高可用性就需要盡可能的減少系統(tǒng)資源開銷的同時 排除單點故障或者容忍錯誤;然而在故障恢復(fù)或者 多點備份或者執(zhí)行多服務(wù)事務(wù)的同時也需要保證數(shù) 據(jù)的一致性，基于性能優(yōu)先的考慮這種數(shù)據(jù)一致性 是數(shù)據(jù)最終一致性。

（2）DevOps基本原則

DevOps指的是從軟件交付的全局岀發(fā)在開發(fā) 和運維架起交流和協(xié)作的橋梁，并且自動化配置管 理軟件的文化變革運動，DevOps的重要組成部分就 是持續(xù)交付，其基本原則是使軟件交付的流程自動 化且可持續(xù)，并盡可能簡潔。

（二）微服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施總體設(shè)計

通過分析在分布式環(huán)境下從單體架構(gòu)遷移到微服務(wù)架構(gòu)需要解決的問題以及微服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計依據(jù).得到微服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施總體設(shè)計。其中，開發(fā)完畢的微服務(wù)應(yīng)用經(jīng)由持續(xù)交付平 臺部署、驗證、發(fā)布到分布式環(huán)境中，同時把這個 微服務(wù)注冊到服務(wù)注冊中心，用戶或外部服務(wù)通過 服務(wù)網(wǎng)關(guān)訪問此分布式環(huán)境節(jié)點中的API服務(wù)，服 務(wù)網(wǎng)關(guān)通過服務(wù)注冊中心發(fā)現(xiàn)服務(wù).其他一些基礎(chǔ) 設(shè)施提供對這些微服務(wù)的運行監(jiān)控管理。

（三）微服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵組件

（1）持續(xù)交付平臺

實現(xiàn)一個可持續(xù)交付網(wǎng)平臺的目的是把基于分布式環(huán)境分析設(shè)計的微服務(wù)應(yīng)用快速靈活、可重復(fù) 且持續(xù)的、自動化的集成部署到分布式環(huán)境中穩(wěn)定 運行，并且這些微服務(wù)是可編程配置、易于維護、 變更、擴展的，其可以運行于一個獨立、隔離的容 器里表現(xiàn)為一個進程。

（2）服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)組件

服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)是微服務(wù)架構(gòu)中的核心組件，分布式環(huán)境中服務(wù)的實例會根據(jù)運行環(huán)境變化依據(jù) 默認(rèn)規(guī)則或策略動態(tài)變化，這時要實現(xiàn)服務(wù)注冊與 發(fā)現(xiàn)變得異常復(fù)雜。

（3）服務(wù)網(wǎng)關(guān)

服務(wù)網(wǎng)關(guān)冏是一個統(tǒng)一調(diào)用邏輯人口，封裝了分布式環(huán)境中某個節(jié)點內(nèi)部的服務(wù)信息。

三、微服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施在運維管理中的應(yīng)用

隨著信息化的發(fā)展，各類應(yīng)用系統(tǒng)層出不窮、運維人員管理數(shù)量極其龐大的微服務(wù)變得十分復(fù)雜，因此在分布式環(huán)境下應(yīng)用的可持續(xù)交付能力變得極其重要。采用持續(xù)交付平臺可以支持微服務(wù)自動化的便捷部署到分布式環(huán)境中并經(jīng)過驗證后發(fā)布。采用服務(wù)注冊中心可以支持微服務(wù)的發(fā)現(xiàn)與定位，為微服務(wù)的集成、組合提供支持。通過在分布式環(huán)境下提供各種基礎(chǔ)設(shè)施使得整個運維管理更加高效、科學(xué)、合理，并且極大的降低了運維成本和復(fù)雜性。

四、結(jié)論

本文通過分析分布式環(huán)境下微服務(wù)架構(gòu)相對于 單體架構(gòu)的優(yōu)勢以及其遷移需解決問題提出微服務(wù) 基礎(chǔ)設(shè)施總體設(shè)計，分析了基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵組件的功 能，舉例了其在運維管理中的應(yīng)用。當(dāng)然微服務(wù)架 構(gòu)的實踐還存在很多待深入研究的問題·比如其在 機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)挖掘等分布式計算場景的應(yīng)用， 這些還需要今后在實踐中不斷探索、學(xué)習(xí)。

參考文獻：

[1]熊敏，林榮恒.鄒華.云計算環(huán)境卜·的自適應(yīng)資源監(jiān)測模 型設(shè)計卩].新型工業(yè)化，2012， 2（11）： 25-3L