从谷歌的搜索指数来看,微服务的热度在进入 2017 年后突然爆发,国内各大会议和论坛的相关讨论也如雨后春笋般层出不穷,各大一线互联网公司也纷纷将这一技术引入并在实际业务中落地。

然而据我所知,国内不少中小规模的技术团队对微服务的概念都不甚了解,对该不该引入微服务也不置可否。还有一些技术团队,没有考虑实际业务场景,只是为了追求技术热点,盲目引入微服务,但又缺乏相应的技术掌控能力,最后影响了业务的稳定性。

对于该不该引入微服务,以及微服务体系需要哪些技术,目前并没有适合中小团队的架构实践落地的指引。因此我结合自己在微博多年的业务实践,总结出了一套微服务落地经验,从基础理论到架构实践,再结合业界最新趋势分析,希望能帮助中小规模团队了解微服务的本质以及对业务的价值,从而做出正确的判断。

先来看看维基百科是如何定义微服务的。微服务的概念最早是在 2014 年由 Martin Fowler 和 James Lewis 共同提出,他们定义了微服务是由单一应用程序构成的小服务,拥有自己的进程与轻量化处理,服务依业务功能设计,以全自动的方式部署,与其他服务使用 HTTP API 通讯。同时,服务会使用最小规模的集中管理 (例如 Docker)技术,服务可以用不同的编程语言与数据库等。

这个理论的定义看着有点晕?没关系,接下来我来帮你理解到底什么是微服务?

在开聊微服务之前,我先要你和介绍下单体应用。如果你不知道单体应用的痛,那也不会深刻理解微服务的价值。

早些年,各大互联网公司的应用技术栈大致可分为 LAMP(Linux + Apache + MySQL + PHP)和 MVC(Spring + iBatis/Hibernate + Tomcat)两大流派。无论是 LAMP 还是 MVC,都是为单体应用架构设计的,其优点是学习成本低,开发上手快,测试、部署、运维也比较方便,甚至一个人就可以完成一个网站的开发与部署。

以 MVC 架构为例,业务通常是通过部署一个 WAR 包到 Tomcat 中,然后启动 Tomcat,监听某个端口即可对外提供服务。早期在业务规模不大、开发团队人员规模较小的时候,采用单体应用架构,团队的开发和运维成本都可控。

然而随着业务规模的不断扩大,团队开发人员的不断扩张,单体应用架构就会开始出现问题。我估计经历过业务和团队快速增长的同学都会对此深有感触。从我的角度来看,大概会有以下几个方面的问题。

部署效率低下。以我实际参与的项目为例,当单体应用的代码越来越多,依赖的资源越来越多时,应用编译打包、部署测试一次,甚至需要 10 分钟以上。这也经常被新加入的同学吐槽说,部署测试一次的时间,都可以去楼下喝杯咖啡了。

团队协作开发成本高。以我的经验,早期在团队开发人员只有两三个人的时候,协作修改代码,最后合并到同一个 master 分支,然后打包部署,尚且可控。但是一旦团队人员扩张,超过 5 人修改代码,然后一起打包部署,测试阶段只要有一块功能有问题,就得重新编译打包部署,然后重新预览测试,所有相关的开发人员又都得参与其中,效率低下,开发成本极高。

系统高可用性差。因为所有的功能开发最后都部署到同一个 WAR 包里,运行在同一个 Tomcat 进程之中,一旦某一功能涉及的代码或者资源有问题,那就会影响整个 WAR 包中部署的功能。比如我经常遇到的一个问题,某段代码不断在内存中创建大对象,并且没有回收,部署到线上运行一段时间后,就会造成 JVM 内存泄露,异常退出,那么部署在同一个 JVM 进程中的所有服务都不可用,后果十分严重。

线上发布变慢。特别是对于 Java 应用来说,一旦代码膨胀,服务启动的时间就会变长,有些甚至超过 10 分钟以上,如果机器规模超过 100 台以上,假设每次发布的步长为 10%,单次发布需要就需要 100 分钟之久。因此,急需一种方法能够将应用的不同模块的解耦,降低开发和部署成本。

想要解决上面这些问题,服务化的思想也就应运而生。

这里就不谈一些官方的、教条主义的概念了。用通俗的话来讲,服务化就是把传统的单机应用中通过 JAR 包依赖产生的本地方法调用,改造成通过 RPC 接口产生的远程方法调用。一般在编写业务代码时,对于一些通用的业务逻辑,我会尽力把它抽象并独立成为专门的模块,因为这对于代码复用和业务理解都大有裨益。

在过去的项目经历里,我对此深有体会。以微博系统为例,微博既包含了内容模块,也包含了消息模块和用户模块等。其中消息模块依赖内容模块,消息模块和内容模块又都依赖用户模块。当这三个模块的代码耦合在一起,应用启动时,需要同时去加载每个模块的代码并连接对应的资源。一旦任何模块的代码出现 bug,或者依赖的资源出现问题,整个单体应用都会受到影响。

为此,首先可以把用户模块从单体应用中拆分出来,独立成一个服务部署,以 RPC 接口的形式对外提供服务。微博和消息模块调用用户接口,就从进程内的调用变成远程 RPC 调用。这样,用户模块就可以独立开发、测试、上线和运维,可以交由专门的团队来做,与主模块不耦合。进一步的可以再把消息模块也拆分出来作为独立的模块,交由专门的团队来开发和维护。

可见通过服务化,可以解决单体应用膨胀、团队开发耦合度高、协作效率低下的问题。

从 2014 年开始,得益于以 Docker 为代表的容器化技术的成熟以及 DevOps 文化的兴起,服务化的思想进一步演化,演变为今天我们所熟知的微服务。

那么微服务相比于服务化又有什么不同呢?

在我看来,可以总结为以下四点:

服务拆分粒度更细。微服务可以说是更细维度的服务化,小到一个子模块,只要该模块依赖的资源与其他模块都没有关系,那么就可以拆分为一个微服务。

服务独立部署。每个微服务都严格遵循独立打包部署的准则,互不影响。比如一台物理机上可以部署多个 Docker 实例,每个 Docker 实例可以部署一个微服务的代码。

服务独立维护。每个微服务都可以交由一个小团队甚至个人来开发、测试、发布和运维,并对整个生命周期负责。

服务治理能力要求高。因为拆分为微服务之后,服务的数量变多,因此需要有统一的服务治理平台,来对各个服务进行管理。

继续以前面举的微博系统为例,可以进一步对内容模块的功能进行拆分,比如内容模块又包含了 feed 模块、评论模块和个人页模块。通过微服务化,将这三个模块变成三个独立的服务,每个服务依赖各自的资源,并独立部署在不同的服务池中,可以由不同的开发人员进行维护。当评论服务需求变更时,只需要修改评论业务相关的代码,并独立上线发布;而 feed 服务和个人页服务不需要变更,也不会受到发布可能带来的变更影响。

由此可见,微服务化给服务的发布和部署,以及服务的保障带来了诸多好处。

今天,我介绍了微服务的发展由来,它是由单体应用进化到服务化拆分部署,后期随着移动互联网规模的不断扩大,敏捷开发、持续交付、DevOps 理论的发展和实践,以及基于 Docker 容器化技术的成熟,微服务架构开始流行,逐渐成为应用架构的未来演进方向。

总结来说,微服务架构是将复杂臃肿的单体应用进行细粒度的服务化拆分,每个拆分出来的服务各自独立打包部署,并交由小团队进行开发和运维,从而极大地提高了应用交付的周期,并被各大互联网公司所普遍采用。

你在业务开发中是否也遇到过因单体应用过度膨胀所带来的问题呢?你觉得针对这些问题微服务能解决吗?

欢迎你在留言区写下自己的思考,与我一起讨论。