基于SpringCloud的電信綜合服務保障系統微服務改造之路

劉斌

（中郵科通信技術股份有限公司，福州350001）

1 引言

電信業在近幾年得到了蓬勃的發展，業務更加復雜，關系更加緊密，數據更加多樣化。原先舊的綜合服務保障系統逐漸顯露出自身架構的缺陷：所有功能集中在一個項目中，邏輯復雜、模塊耦合、代碼臃腫，修改難度大，系統錯誤隔離性差、可用性差，任何一個模塊的錯誤均可能造成整個系統的宕機。加之為順應電信IT 系統的Paas 云平臺化改造，決定對現有綜合服務保障系統進行基于SpringCloud的微服務化改造[1]。

2 微服務簡介

微服務是將原本單一型的應用分解為多個微服務，各個微服務獨立運行在自己的進程中，可分別有自己的數據庫。微服務之間使用REST 或者RPC 等協議進行通信。具有易于開發和維護、啟動更快便于部署、更寬的技術棧等優點。

3 微服務改造實踐

綜合服務保障系統是一套在用系統，所以如果從頭構建全新的基于微服務的應用，充滿了風險，有可能導致失敗。相反，應當采取漸進式重構舊系統的策略，逐步構建一個由微服務構成的應用，與舊系統并行運行。隨著時間推移，原先由舊系統實現的功能不斷收縮，最后或者完全消失，或者轉變為微服務。轉化的實現策略包括以下幾個方面：

策略一：拆分前端和后端。將表示層與業務邏輯和數據訪問層分離。表示層是一個應用，業務和數據訪問邏輯是一個應用。表示層應用遠程調用業務邏輯層。

策略二：提取微服務。將舊系統內的模塊轉變為獨立的微服務。每當提取模塊將其轉化為服務，舊系統就會收縮。一旦轉化了足夠的模塊，舊系統或者徹底消失，或者縮小成為另一個微服務。

策略三：新增的業務模塊直接微服務化。使舊系統停止繼續變大，不再對舊系統開發新的功能，而把新的功能模塊開發成為獨立的微服務[2]。

4 SpringCloud 簡介

SpringCloud 是一套基于SpringBoot 構建的通用工具集，非常適合用于快速地構建分布式系統。作為微服務的開發框架，其整合并增強了微服務架構中常用的組件，如Eureka、Zuul、Hystrix 等，具有功能齊全、開箱即用、適用于各種環境等特點。

4.1 Eureka

Eureka 是一個基于REST 服務的服務注冊與發現組件，主要包含 Eureka Server 和 Eureka Client 兩個組件。SpringCloud 將其集成在子項目Spring Cloud Netflix 中。

各個微服務啟動時，會將自己的信息（如IP、端口、微服務名稱等）注冊到Eureka Server，Eureka Server 會存儲這些信息。Eureka Client 會周期性（默認30s）地向Eureka Server 發送心跳以續約自己的信息。Eureka Server 會檢查超過一定時間（默認90s）沒有續約的微服務，如有發現，則會注銷該微服務實例。每個Eureka Server 同時也是一個Eureka Client，多個Eureka Server 實例互相之間通過復制的方式實現注冊信息的同步[3]。

4.2 Ribbon

Ribbon 是一套基于HTTP 和TCP的客戶端負載均衡工具，由Netflix 發布。經由SpringCloud 封裝后，Ribbon 可以自動地從Eureka Server 中獲取服務提供者的地址列表，并基于負載均衡算法（如輪詢、隨機等），請求其中一個服務提供者實例，也可為Ribbon 實現自定義的負載均衡算法。

4.3 Hystrix

微服務架構的應用系統通常包含多個服務層，各服務之間存在一定的依賴關系。底層服務的故障有可能引發級聯故障，導致雪崩效應。要防止雪崩效應，必須有一個強大的容錯機制。

Hystrix 是有Netflix 開源的一個工具類庫，可以為網絡請求設置超時，使用斷路器模式，用于隔離訪問遠程系統、服務或者第三方庫，防止級聯失敗，從而提升系統的可用性和容錯性。

4.4 Zuul

Zuul 是Netflix 開源的微服務網關，SpringCloud 對Zuul 進行了整合與增強，使其能夠與Eureka、Ribbon、Hystrix 等組件更方便地配合使用。

微服務網關是介于外部客戶端（如網頁端、手機APP 等）和服務器之間的中間層，所有客戶端來的請求都通過微服務網關到達后端的應用服務。作為一個邊界性質的應用程序，Zuul 底層利用各種過濾器實現了以下功能：身份認證與安全、動態路由、性能監控、壓力測試、負載分配、靜態相應處理等。

4.5 微服務架構

圖1 SpringCloud 架構圖

5 結語

單體應用向微服務架構的重構是一個持續的過程，充滿了挑戰。實現這一過程不能一味地從頭開始重寫代碼，而是應該漸進式地將單體應用中的功能模塊轉換成微服務。隨著時間的推移，大量微服務逐步形成，舊單體應用的功能逐步下線，最終實現全部改造的目標。