基于SpringCloud 微服务系统设计方案

微服务系统设计方案

1.微服务本质

微服务架构从本质上说其实就是分布式架构，与其说是一种新架构，不如说是一种微服务架构风格。

简单来说，微服务架构风格是要开发一种由多个小服务组成的应用。每个服务运行于独立的进程，并且采用轻量级交互。多数情况下是一个HTTP的资源API。这些服务具备独立业务能力并可以通过自动化部署方式独立部署。这种风格使最小化集中管理，从而可以使用多种不同的编程语言和数据存储技术。

对于微服务架构系统，由于其服务粒度小，模块化清晰，因此首先要做的是对系统整体进行功能、服务规划，优先考虑如何在交付过程中，从工程实践出发，组织好代码结构、配置、测试、部署、运维、监控的整个过程，从而有效体现微服务的独立性与可部署性。

本文将从微服务系统的设计阶段、开发阶段、测试阶段、部署阶段进行综合阐述。

理解微服务架构和理念是核心。

2.系统环境

3.微服务架构的挑战

➢可靠性：

由于采用远程调用的方式，任何一个节点、网络出现问题，都将使得服务调用失败，

随着微服务数量的增多，潜在故障点也将增多。

也就是没有充分的保障机制，则单点故障会大量增加。

➢运维要求高：

系统监控、高可用性、自动化技术

➢分布式复杂性：

网络延迟、系统容错、分布式事务

➢部署依赖性强：

服务依赖、多版本问题

➢性能（服务间通讯成本高）：

无状态性、进程间调用、跨网络调用

➢数据一致性：

分布式事务管理需要跨越多个节点来保证数据的瞬时一致性，因此比起传统的单体架构的事务，成本要高得多。另外，在分布式系统中，通常会考虑通过数据的最终一致性来解决数据瞬时一致带来的系统不可用。

➢重复开发：

微服务理念崇尚每个微服务作为一个产品看待，有自己的团队开发，甚至可以有自己完全不同的技术、框架，那么与其他微服务团队的技术共享就产生了矛盾，重复开发的工作即产生了。

没有最好的，只有最适合自己的。

4.架构设计

4.1.思维设计

微服务架构设计的根本目的是实现价值交付，微服务架构只有遵循DevOps理念方可进行的更顺畅，思维方式的转变是最重要的。

实现微服务技术架构，现有产品需要进行技术上的改进以及相关配套服务的实现，采用分阶段实施、以及试点产品优先实施的策略，主要包括如下：

一、技术上的改进：

1、前后端分离，web前端通过Http/Https协议调用微服务的API网关，由API网关再经过路由服务调用相应的微服务

2、不同微服务之间通过REST方式互相调用

3、微服务之间通过消息中间件实现消息交互机制

二、配套服务与功能实现：

1、需要进行相应的自动化服务实现，包括自动化构建、自动化安装部署、自动化测试、自动化平台发布（Docker实现）

2、管理服务，对于微服务架构，必须配套相应的监控与管理服务、日志管理服务等

3、协作服务，运用DevOps思想提升开发、测试、运维的高效沟通与协作，实现开发与运维的一体化

4.2.微服务架构设计

1、我们把整个系统根据业务拆分成若干个子系统或微服务。

2、每个子系统可以部署多个应用，多个应用之间使用负载均衡。

3、需要一个服务注册中心Eureka，所有的服务都在注册中心注册，负载均衡也是通过在注册中心注册的服务来使用一定策略来实现。

Eureka可部署多个，进行高可用保证。

4、所有的客户端都通过同一个网关地址访问后台的服务，通过路由配置ZUUL网关来判断一个URL请求由哪个服务处理。请求转发到服务上的时候使用负载均衡Ribbon。

5、服务之间采用feign进行调用。

6、使用断路器hystrix，及时处理服务调用时的超时和错误，防止由于其中一个服务的问题而导致整体系统的瘫痪。

7、还需要一个监控功能，监控每个服务调用花费的时间等。

8、使用SpringCloud Config进行统一的配置管理，需要考虑与公司的配置管理平台如何配合使用。

9、Hystrix，监控和断路器。我们只需要在服务接口上添加Hystrix标签，就可以实现对这个接口的监控和断路器功能。

10、Hystrix Dashboard，监控面板，他提供了一个界面，可以监控各个服务上的服务调用所消耗的时间等。

11、Turbine，监控聚合，使用Hystrix监控，我们需要打开每一个服务实例的监控信息来查看。而Turbine可以帮助我们把所有的服务实例的监控信息聚合到一个地方统一查看。这样就不需要挨个打开一个个的页面一个个查看。

架构的可靠性保证：

在关键节点做主备、集群部署，防止单点故障。

待后续确认问题：

1、Access Control：Zuul网关提供了相关控制功能，与我司CAS如何结合使用

2、Config Server：Spring Cloud提供了远程配置中心，与我司的配置管理平台如何结合使用

5.设计阶段

5.1.总体设计

1、功能规划：对产品功能进行拆分，拆分为若干个微服务；一个功能可以创建多个微服务并部署在多个服务器节点上，以便进行负载均衡。

2、设计原子服务层，梳理和抽取核心应用、公共应用，作为独立的服务下沉到核心和公共能力层，逐渐形成稳定的服务中心，使应用能更快速的响应多变的客户需求。

3、为每个服务设计API接口（REST方式）

4、为不同的服务进行分类，不同类型的服务需要的资源不同，可以配置不同的资源，包括CPU、内存、存储等。

5.2.服务拆分原则

1、粒度微小：

根据业务功能划分服务粒度，总的原则是服务内部高内聚，服务之间低耦合。

2、责任单一：

每个服务只做一件事，即单一职责原则。

3、隔离性原则：

每个服务相互隔离，且不互相影响

4、业务无关优先原则：

基础服务，是一些基础组件，与具体的业务无关。比如：短信服务、邮件服务。这里的服务最容易划分出来做微服务，也是我们第一优先级分离出来的服务。

5.3.服务规划

为实现负载均衡，允许相同的服务在多个节点注册相同的服务名，不同的端口。如果没有前期的规划，不同的服务提供者可能会注册相同的服务名，导致消费者调用服务时产生调用混乱。

因此，需进行服务名的统一规划：

1、规划期统一制定每个服务提供者的服务名或者模块标示。