微服務架構研究方法

鄭文靖 王婷

摘? 要：隨著單體式應用架構維護困難等弊端日益凸顯，微服務架構被越來越多的開發者所使用，并且為了解決單體式架構在開發使用過程中面臨的挑戰，提出了基于微服務架構的分散治理服務架構思想。微服務架構是一種架構思想和開發模式的蛻變，相比于傳統的單體式服務架構，微服務有著更快的上線周期。本文主要闡述微服務架構的概念與工作原理，論述與單體式架構相比微服務架構的優勢及特點，以及基于Spring Cloud的微服務架構的運行流程。

關鍵詞：微服務架構;單體式結構;Spring Cloud

中圖分類號：TP311? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）15-0072-03

Micro-service Architecture Research Method

ZHENG Wenjing，WANG Ting

（Xi’an Polytechnic University，Xi’an? 710048，China）

Abstract：As the drawbacks of monolithic architecture are becoming more and more difficult to maintain，micro-service architectures are being used by more and more developers. In order to solve the challenges faced by the monolithic architecture in the process of development and use，the idea of decentralized governance service architecture based on micro-service architecture is proposed. The micro-service architecture is a transformation of architectural thinking and development models. micro-service have a faster on-line cycle than traditional monolithic service architectures. This paper mainly elaborates the concept and working principle of the micro-service architecture，discusses the advantages and characteristics of the micro-service architecture compared with the monolithic architecture，and the operation process of the micro-service architecture based on Spring Cloud.

Keywords：micro-service architecture;monolithic architecture;Spring Cloud

0? 引? 言

隨著互聯網行業的飛速發展，5G時代的到來使得互聯網行業進入流量高速增長時代，隨之而來的是對互聯網并發訪問的要求越來越高，“能用就行”的開發思想已經不符合當代互聯網行業的發展，隨著高并發、大流量等性能要求的不斷提高，由單體式結構轉向分布式結構是復雜系統解決問題的唯一出路[1]。基于此，本文比較詳細地研究了微服務架構的概念及工作原理，并分析了微服務架構的實現過程。文中首先主要介紹微服務架構概念及工作原理，其次主要對微服務架構與單體式架構進行對比，分析其優缺點，然后主要介紹微服務基礎框架及實現過程，最后則對全文進行總結。

1? 微服務架構概述及工作原理

微服務架構是一種將單一應用拆分為多個子服務的系統服務架構，采用輕量通信機制，進行服務之間的相互通信、協調與配合，每個服務運行在自己的進程中，圍繞具體業務構建，并且能夠被獨立地部署到生產測試環境中[2]。由于各個服務既相互獨立又相互協調配合，因此微服務之間高內聚低耦合的特點使得每個服務僅需專注于完成當前任務。在所有情況下，每個服務只代表著一個小的業務能力，可通過全自動部署機制獨立部署[3]。

微服務架構工作原理采用分散治理，將整個系統根據業務劃分成多個子系統服務;將多個應用通過負載均衡部署于子系統;將子系統服務注冊到Eureka，通過一定的策略實現負載均衡[4];客戶端都通過API網關（Zuul）訪問后臺服務，通過路由配置來實現轉發請求;服務與服務之間可以相互訪問及數據共享;Hystrix負責處理調用服務超時熔斷問題，為服務提供容錯保護，當服務調用超時或出現錯誤時，可以及時處理，避免整個系統癱瘓[5]。

2? 微服務架構與單體式架構區別

由圖1可以看出，單體式架構被應用、開發、部署于一個項目中，將所有的功能打包成war包，部署在一個JavaEE容器里，隨著系統需求不斷變更等問題，會逐漸形成技術債務，隨著時間的推移，技術債務將越積越多[6，7];隨著代碼的增多，構建和部署的時間也會增加，且每次功能的變更都需要重新部署整個應用;系統功能模塊的增加及邊界模糊等問題會使得系統復雜性更高，使得系統難以維護;且單體式應用可擴展性受限，其作為一個整體，無法按照具體業務模塊的需要進行伸縮[8，9]。

與單體式架構不同的是，微服務架構僅關注特定的業務，業務功能清晰。如圖2所示，將整個應用拆分為若干個微服務，對各個服務進行獨立部署，有利于項目整體的開發和維護[10];微服務架構相對單體式架構更容易部署，需要對某個微服務進行修改時，只需要重新部署這個服務即可，不需要重啟整個應用，方便開發人員測試部署;且微服務架構可根據業務模塊需要實現伸縮，可擴展性強于單體式應用[11-13]。

3? 微服務架構基礎框架與實現流程

微服務架構常用的基礎框架為Spring Cloud，Spring Cloud為微服務架構的環境搭建提供了有力的組件化支持，例如服務注冊與發現、配置管理、授權中心、服務網關等，從網關Zuul，到注冊發現Eureka，再到Hystrix容錯保護，開發部署簡單，通過加依賴和注解，就能運行[14-16]。

Spring Cloud從Spring發展而來，與Dubbo相比，Spring Cloud對微服務環境的支持最為完整，適用于各種開發環境，且整合了大量輕量級組件，組件豐富，功能齊全，經過大量兼容性測試證明其擁有更好的穩定性[17]。

Spring Cloud包含幾個核心組件。Eureka作為Spring Cloud體系中最核心的組件之一，是微服務治理的核心，通過服務注冊與發現實現服務治理，Eureka提供了完整的Service Registry和Service Discovery實現;Spring Cloud Config作為Spring Cloud體系中配置管理中心，為微服務提供分布式配置管理方案，將Config配置信息存于Server，Client通過接口獲取數據，并初始化應用;Spring Security OAuth2作為Spring Cloud體系中的授權認證中心，使客戶端只能登錄授權層，以此將用戶和客戶端分離，由于所有的外部請求都統一經過Zuul網關，因此OAuth2認證添加在Zuul這一層上，而每個微服務之間的調用則被認為是項目內部模塊之間的調用，不需要進行OAuth2授權認證;Zuul網關是介于客戶端和服務器端之間的中間層，客戶端的請求需先經過網關，通過路由配置實現請求轉發，網關是系統對外部請求的唯一入口，處理客戶端請求服務端的轉發等請求，通過一定的策略實現負載均衡[18、19]。

Spring Cloud架構搭建的環境運行流程如圖3所示，首先啟動Eureka注冊中心，將各服務全部注冊到Eureka;啟動Config配置中心，將配置信息從Git中下載下來，獲取到配置信息;啟動OAuth2授權服務，對外部請求進行統一授權[20];啟動網關，各服務經由Ribbon進行負載均衡后，分發到具體業務服務;啟動各業務具體服務，進行各業務邏輯的實現[21]。

4? 結? 論

通過對微服務架構的工作原理及運行流程進行分析研究可以發現，微服務不只是一種新的技術，更是一種整體架構思想，微服務架構一般適合用于在未來具有擴展性并且有著較大用戶增量的業務開發上，能夠有效地解決快速迭代、高并發等實質性問題[22]。在單體式應用到分布式應用的轉變過程中，微服務架構的出現解決了獨立快速部署、可維護等系統性能問題，但微服務架構運行慢、對系統消耗大仍然是微服務發展中存在的問題，隨著技術的進步，微服務架構的使用會更加成熟。因此，微服務架構值得人們期待。

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作者簡介：鄭文靖（1994-），女，漢族，內蒙古呼和浩特人，計算機碩士，研究方向：智能信息處理與并行計算;王婷（1994-），女，漢族，陜西渭南人，計算機碩士，研究方向：智能信息處理與并行計算。