你是否还在为微服务架构的拆分而苦恼?本文揭秘 7 大拆分原则,助你轻松驾驭微服务架构!
随着云计算的普及,微服务架构成为企业数字化转型的重要选择。
然而,如何合理拆分微服务却成为许多开发者的难题。本文将揭秘 7 大拆分原则,助你轻松驾驭微服务架构,提升系统性能和可维护性。
无论你是架构师还是开发者,这些原则都将为你带来实实在在的帮助。
今天,笔者带大家从不同角度来剖析微服务架构设计的 7 大原则,做到合理且正确地拆分出微服务,避免打造一个被人诟病的伪微服务架构大单体,徒增运维和开发成本。
一、一个反例
这是笔者亲身经历的一个事情,当时我作为架构师角色将公司原 saas 团队的供应链金融系统重新打造成一个标准化应用,基于插件机制,业务开发只需要专注于功能,实现快速得到一个客户想要的软件。
该系统的团队负责人带着 IT 人的傲娇对我说这是一个微服务架构系统……
打开项目代码发现这是一个披着微服务外衣的大单体巨石服务。
我真是太难了,该团队的开发人员把这个系统拆分成了八九个“微”服务,可实际上业务功能系统压力全集中在 web-service 服务上。
至于拆出来其他的“微”服务,只干了一件事:Myabtis 作为 ORM 框架操作数据库,我问他们为何这样拆?
对方的老开发一脸骄傲的说:“这样可以做到单一职责,解耦……”
单一职责不是这样理解的,大兄弟。真的是「黛玉骑鬼火,该强的强,该弱的弱」。
铁观因:“微服务架构设计哪些原则可以指导我们正确的设计?避免设计出「依托答辩」的架构。”
好问题,一共有 7 大原则可以帮助我们设计一个好的微服务架构。
二、单一职责
简单的就是最好的!
每个微服务都只负责一个单一的业务,并确保做好这个业务,保证微服务职责单一性、功能完整性拆分, 这样,就便于维护、测试和部署。
另外,每个微服务都有自己的数据库来存储数据,避免一个微服务与其他微服务共享数据库,在数据层解耦,以确保可扩展性和可靠性。
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三、基于可靠性拆分
Dora:这个我懂,不能让一颗老鼠屎搞坏一锅汤。
你这么理解没毛病。
在单体应用中,一个组件的故障可能导致整个系统的崩溃。
通过微服务架构,我们可以将系统拆分为多个独立的服务,从而将故障隔离在单个服务内,避免故障扩散到整个系统。
将可靠性要求高的核心服务和可靠性要求低的非核心服务拆分开来,然后重点保证核心服务的高可用。
当重要策划高难度较低的服务发生故障时,不会影响核心模块的服务。
比如将账号信息、登录信息、服务中心等重要度最高的要害模块单独拆分在一个服务颗粒上(因为这类模块不可用之后,整个系统基本完全瘫痪),再做成服务集群,来保障它的高可用。
四、DDD 领域驱动原则
微服务架构设计其实非常采用 DDD。因为每个微服务本就可以设计成特定领域的实现。
基于领域模型拆分,围绕业务领域按职责单一性、功能完整性拆分。
战略设计主要从业务视角出发,建立业务领域模型,划分领域边界,建立通用语言的限界上下文,限界上下文可以作为微服务设计的参考边界。
战术设计则从技术视角出发,侧重于领域模型的技术实现,完成软件开发和落地,包括:聚合根、实体、值对象、领域服务、应用服务和资源库等代码逻辑的设计和实现。
使用 DDD(领域驱动建模) 进行业务建模,从业务中获取抽象的模型(例如订单、用户),根据模型的关系进行划分限界上下文。
从 DDD 的限界上下文往微服务转化,并得到系统架构、API 列表、集成方式等产出。
限界上下文可以视为逻辑上的微服务,或者单体应用中的一个组件。
Dora:“如何找到系统的边界呢?爱情起码还能根据生理上的喜欢来辅助判断。”
DDD 边界上下文可以通过事件风暴来找到,把系统状态做出改变的事件作为关键点,从系统事件的角度触发,提取能反应系统运作的业务模型。
再进一步识别模型之间的关系,划分出限界上下文,可以看做逻辑上的微服务。
例如系统管理员可以创建商品、上架商品,对应的系统状态的改变是商品已创建、商品已经上架;
相应的顾客创建订单、支付,对应的系统状态改变是订单已创建、订单已支付。
商家发货:选择快递公司、顾客填写收货地址……
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五、按照业务稳定性原则
这个很容易理解,需要区分系统中变与不变的部分,不变的部分一般是成熟的、通用的服务功能。
变的部分一般是改动比较多的需求、满足业务迭代扩展性需要的功能,我们可以将不变的部分拆分出来,作为共用的服务,将变的部分独立出来满足个性化扩展需要。
根据二八原则,系统中经常变动的部分大约 20%,80% 是很少变动的,这种拆分方式还能避免 80% 那部分服务的频繁发布。
比如一个电商系统,用户信息、商品信息等管理模块一般是比较稳定的;而运营类的活动和页面是经常变化的。
六、基于吞吐量原则
这是一个拓展原则,是针对特定场景的微服务拆分,简单的说就是访问量特别大,访问频率特别高的业务,又要保证高效的响应能力,这些业务对性能的要求特别高。
比如积分竞拍、低价秒杀、限量抢购。
尽可能把这部分业务拆分出来,既能保证高性能的要求,又能保证业务的独立性。
如果这种访问量巨大的业务如果与其他通用业务放一块,很容易因为某个链路阻塞,导致雪崩效应影响其他业务。
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七、演进式原则
微服务拆分并不是一步到位的,应当根据实际情况逐步展开。
如果一开始不知道应该划分多细,完全可以先粗粒度划分,然后随着需要,适当将粒度划分更细拆分。
Chaya:如果拆分粒度太细会增加运维复杂度,粒度过大又起不到效果,那么改造过程中如何平衡拆分粒度呢?
从两个方面做权衡,一是业务发展的复杂度,二是团队人员规模。
比如一个电商一开始索性可以拆分为商品服务和交易服务,一个负责展示商品,一个负责购买支付。
随后随着交易服务越来越复杂,就可以逐步的拆分成订单服务和支付服务、库存服务、价格服务、物流服务等等。
虽然业务复杂度已经满足了,如果公司此时没有足够的人力(招聘不及时或员工异动比较多),服务最好也不要拆分,拆分会因为人力的不足导致更多的问题,如研发效率大幅下降(一个开发负责与其不匹配数量的服务)。
Chaya:恋爱是两个人的事,3+ 以上就大乱了,所以一个微服务究竟需要几个开发维护是比较合理呢?
三个!
系统规模
从系统规模来讲,3 个人负责开发一个系统,系统的复杂度刚好达到每个人都能全面理解整个系统,又能够进行分工的粒度。
如果是 2 个人开发一个系统,系统的复杂度不够,开发人员可能觉得无法体现自己的技术实力。
团队管理
从团队管理来说,3 个人可以形成一个稳定的备份,即使 1 个人休假或者调配到其他系统,剩余 2 个人还可以支撑。
如果是 2 个人,抽调 1 个后剩余的 1 个人压力很大。
一个人更不用说了,如果他去大保健被抓了,系统出问题就没人维护了。
技术提升
从技术提升的角度来讲,3 个人的技术小组既能够形成有效的讨论,又能够快速达成一致意见。
如果是 2 个人,可能会出现互相坚持自己的意见,或者 2 个人经验都不足导致设计缺陷。
一个人的话,没人进行技术讨论,容易陷入思维盲区。
八、避免环形、双向依赖
微服务拆分还有一个重要原则,就是避免环形、双向依赖。
服务之间的环形/双向依赖会使得服务间耦合加重,在服务升级的时候会比较头疼,不知道应该先升级哪个,后升级哪个,难以维护。
产生这种情况大多数是因为服务之间的调用可没有约束导致,为了方便获取或者更新某个表的数据,服务之间任意调用。
也说明我们的功能划分不够清楚或者通用功能没有下沉下来。
九、消除环形依赖的方法
要解决循环依赖,必须要在微服务之间建立一些原则来约束微服务之间的通信,定期通过这些原则来审视我们的系统,找到问题并进行重构,这些原则应该包括:
定义服务上下游关系,上游服务可以直接依赖下游服务,反之则不可。
上游服务的变更对下游服务产生影响需要通过领域事件(异步)的方式来实现。
服务之间要通过数据 Id(或类 Id,能够唯一代表数据且不变的属性)来进行关联,尽量不做过多的数据冗余。
一旦需要上游服务调用下游服务才能完成业务时,要考虑是否上游服务缺少业务概念
为满足前端逻辑而导致的服务间交互逻辑要放到 BFF(Backend for frontend)中来编排,而不是增加服务间的调用。