摘要

微服务，持续集成(Jenkins,Snap-CI)，构建(Maven,Gradle)，部署(Docker)，持续交付(Jenkins)，日志聚合(ELK,Splunk)，运维(监控警告Zabbix,Nagios)
本内容为学习<<微服务架构与实践>>(王磊 著) 的读书笔记,为自我学习整理使用,如果喜欢书本内容,请到如下地址购买: https://item.jd.com/11826753.html

1. 单块架构及其面临的挑战

1.1 三层架构

三层架构包括表示层、业务逻辑层、数据访问层。

1.2 单块架构

所有的功能在一个工程项目中。
单块架构常见的架

列	优点	缺点	说明
	易于开发	维护成本增加	庞大复杂
	易于测试	持续交互周期长	构建部署时间长,开发团队耦合度高各功能合并难
	易于部署	新人培养周期长	代码复杂难学习
	易于水平伸缩	技术选型成本高	尾大难掉
		可扩展性差	垂直扩展(机器),水平扩展(难集群)
		构建全功能团队难	页面/后端工程师协作难

1.3 互联网产品特性

创新成本低、需求变化快、用户群里庞大。单块架构无法满足。

2.微服务架构综述

2.1 什么是微服务

微服务架构模型(Microservice Architect Pattern)

引用下当今世界软件开发领域最具影响力的五位大师之一的定义:

    微服务架构是一种架构模式，它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务，服务之间 互相协调、互相配合 ，为用户提供最终价值。每个服务运行在其独立的进程中，服务于服务间采用轻量级的通信机制互相沟通（通常是基于HTTP的RESTful API）。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等。另外，应尽量避免统一的、集中式的服务管理机制，对具体的一个服务而言，应根据业务上下文，选择合适的语言、工具对其进行构建。 
    —摘自 马丁·福勒先生的博客

2.1.1 多微才够微

　　微服务架构通过对特定业务领域的分析与建模,将复杂的应用分解成为小而专一、耦合度低并且高度自治的一组服务。
　　代码行数和开发时间都不能衡量是否”微”的重要因素.
　　“微”所表达的是一种设计思想和指导方针,是团队或组织共同努力找到的一个平衡点.仁者见仁智者见智,但要遵循如下2点:
业务独立性: 保证微服务具有业务独立性的单元，如:
　　业务: 订单，产品，合同
　　功能:发送邮件，单点登录验证，数据库同步
　　 　　
　　团队自主性: 考虑团队的沟通及写作成本,一般建议不超过十人.

2.1.2 单一职责

高内聚:一个模块各个元素彼此结合的紧密度高.
低耦合:对于一个完整的系统,模块与模块之间,尽可能的独立存在.
SRP :(Single Responsibility Principle,单一职责原则):即一个对象应该只有一个发生变化的原因,如果一个对象可被多个原因改变,那么说明这个对象承担了多个职责.
### 2.1.2 轻量级通信
服务之间应通过轻量级的通信机制,实现彼此间的互通互联,互相协作.
格式: XML,JSON
协议: HTTP,REST(Representational State Transfer，表述性状态传递)

2.1.3 独立性

交付过程中，开发，测试以及部署的独立性。改变某个服务时，对其它服务不产生影响。

2.1.4 进程隔离

理论上，多个服务部署到一个节点上，并且能运行在不同的进程中，且互不影响，但是不推荐这么做。
因为增加了部署和扩展的复杂度，建议还是一个服务一个节点。

总结： 微服务架构就是将单一的应用程序划分为一组小的服务,每个服务都是具有业务属性的独立单元,同时能够被独立开发,独立运行,独立测试以及独立部署.

2.2 微服务的诞生背景

互联网行业的快速发展,敏捷、精益方法论的深入人心,单块架构系统面临的挑战,容器虚拟化技术(Docker),

2.3 微服务和SOA

2.3.1 SOA(Service-Oriented Architecture,面向服务架构)

2.3.2 微服务和SOA

SOA	微服务架构实现
	企业级,自顶向下开展实施	团队级,自底向上开展实施
	服务由多个子系统组成,粒度大	一个系统被拆分成多个服务,粒度细
	企业服务总线,集中式的服务架构	无集中式总线,松散的服务架构
	集成方式复杂( ESB,WebService,SOAP)	集成方式简单(HTTP,REST,JSON)
	单块架构系统,相互依赖,部署复杂	服务能独立部署

SOA和微服务架构的区别？ https://www.zhihu.com/question/37808426

2.4 微服务的本质

1) 服务作为组件(组件能独立部署);2)围绕业务组织团队;3)关注产品而非项目;4)技术多样性(支持各种开发语言);5)业务数据独立(数据库也独立);6)基础设置自动化;7)演进式架构

2.5 微服务不是银弹

独立性,单一职责,技术多样性
2.5.1 分布式系统的复杂度:性能，可靠性，异步，数据一致性,工具
2.5.2 运维成本 配置,部署,监控与告警,日志收集
2.5.3 部署自动化
2.5.4 DevOps 与组织架构
2.5.5 服务间的依赖测试
2.5.6 服务间的依赖管理
微服务架构将一个应用拆分成多个独立的、具有业务属性的服务,每个服务运行在不同的进程中,服务与服务之间通过轻量级的通信机制互相协作、互相配合,从而为终端用户提供业务价值。同时,每个服务可以根据业务逻辑,采用不同的语言、框架、工具以及存储技术来解决业务问题。因此，微服务架构强调的是一种独立开发、独立测试、独立部署、独立运行的高度自治的架构模式，也是一种更灵活、更开放、更松散的演进式架构。

3.构建第一个服务

3.1 场景分析；3.2任务拆分
1）Hello World API;2)代码测试与静态检查；3）构建Docker映像；4）部署Docker映像；5）持续集成与交付；6）监控与告警；7)日志聚合；8）功能迭代

4.Hello World API

Ruby；
Rack：Ruby的Web应用抽象接口；
Rack Gem： Rack辅助类的集合；
RSpec：代码测试工具
Rubocop：代码的静态检查

5.构建Docker映像

Docker：开源的Linux 应用容器（Linux Container）引擎。
Boot2docker：Mac下轻松搭建整个Docker
Docker Hub：
Docker 映像存储介质的比较

私有Docker Registy	云存储	Docker Hub
发布操作	使用Docker Push	使用Docker save
映像类型	Docker映像	保存成文件系统的tar包
获取操作	使用Docker pull	使用 Docker Load
权限控制	访问权限控制不灵活	访问权限控制灵活
备份成本	备份成本高	云存储平台提供备份机制，备份成本低

6.部署Docker映像

AWS:Amazon Web Services
Amazon EC2: (Amazon Elastic Compute Cloud)
Infrastructure As Code:基础设施自动化

7.持续交付流水线

Snap-CI: 持续集成工具,ThoughtWorks
提交、验证、构建、发布。
Jenkins

8.日志聚合

Splunk：日志管理工具，日志聚合，日志搜索，语义提取，对结果进行分组、联合、拆分和格式化，强大的可视化功能，电子邮件提醒功能。
核心：数据（采集器）转发器、数据索引器、搜索、分析和可视化、
LogStash：收集日志、过滤日志、结果输出。
ELK: ElasticSearch、LogStash、Kibana

9.监控与告警

Zabbix、Ganglia、NewRelic、Nagios、OneAPM。
Nagios： Nagios Ain’t Goona Insist on Saintood,免费的开源IT基础设施监控系统. 能有效监控Windows、LInux、VMware和UNIX主机状态以及交换机、路由器等网络设置。同事，它能够实现错误通知、事件处理。一旦主机或服务状态出现异常，Nagios会发送邮件或短信第一时间通知IT运维人员，并在状态恢复正常后发出邮件或短信通知。
Nagios结构： Nagios核心、Nagios插件。
Nagios网站： http://www.nagios.org/
Nagios原理,Nagios安装,Nagios配置.

10.功能迭代

10.1定义模型；10.2持久化模型;10.3 定义表现形式,10.4实现API;10.5服务描述文件

11.微服务与持续交付

持续交付的核心:小、频、快。小批量价值流动，频繁可发布，快速反馈。
微服务架构与持续交付：
１) 开发
独立代码库、服务说明文件、代码所有权团队、有效的代码版本管理工具【git，Mercurial，svn】、代码静态检查工具【SonarQube，cane】、易于本地运行）；
２) 测试：
集成测试的二义性，mock和stub，接口测试，测试的有效性
3) 持续集成： Jenkins，Bamboo,在线持续集成平台:Travis-CI,Snap-CI.
4) 构建: Docker
5) 部署: A.部署环境:基于云平台（IAAS,PAAS）,基于数据中心,基于容器技术(Docker)
B.部署方式:手动部署,脚本部署,基础设施部署自动化(Chef,Puppet,Ansible),应用部署自动化,映像部署,容器部署
6)运维: 监控,告警,日志聚合
Asgard： netflix asgard https://github.com/Netflix/asgard

12. 微服务与轻量级通信机制

12.1 同步通信与异步通信

1)同步通信与一步通信的选择 ;
2)远程调用RPC(Remote Procedure Call 远程过程调用) 远程过程的核心：客服端/服务端模式(客户端客户代理存根[Stub],服务器代理存根[Skeleton]);RMI(Remote Method Invocation 远程方法调用)
优点:耦合度高
缺点:灵活性差，依赖于变成语言以及特定平台，
二进制，客户/服务端提供序列化,反序列化操作,任何一方发生变化,另一方就要造成影响
3)REST(Representational State Transfer 表述性状态描述;Resource 资源[返回数据],Representation 表达,State Transfer状态转移，Uniform Interface 统一接口 GET,POST,PUT,DELETE) 概述,软件架构风格，
优点 ：与语言无关，与平台无关,水平伸缩容易.
缺点 ：如何标准化资源结构:业务增长,逻辑增加后,服务器端对内容的响应结构会越来越复杂[响应结构:是指服务器段的响应内容结构,即资源结构],++可能企业内部的不同部门,不同小组,对同一资源,所定义的结构不尽相同++.
如何处理资源的相关链接: 大多数返回JSON,JSON最大的遗憾就是没有对超链接处理做内置的支持.对于调用的客户端,++每次需要查看相关的接口文档,才能了解如何修改资源的状态++.
如：多个接口：获取用户接口，获取用户好友接口，用户文章接口。如果REST只有开放三个接口，但是用户好友和用户文章实际上是用户接口的子链接就可以的，但是JSON不支持。
REST的HTTP并不是低延时通信的最好选择 对低延时要求的场景，可以选择底层协议，如果UDP(User Datagram Protocol)或其它的RPC框架。
开发成本略高 传输格式为JSON或XML，则需要来解析文本格式协议，还好当前开源工具库成熟。
4)HAL(Hypertext Application Language) : 轻量级超文本应用描述协议。HAL的实现基于REST，并有效的解决了REST中的资源结构标准化和如何有效定义资源链接的问题。
核心：状态（State），链接（Links），子资源（Embedded Resource）。
状态 资源本身固有的属性。
链接 定义了与当前资源相关的一组资源的链接的集合。包括链接名称、目标URI,访问URI的参数。
子资源 描述在当前资源的内容，其嵌套资源的定义。
HAL浏览器： （HAL Brower）
5)MQ ：核心部分，访问方式.RabbitMQ，ActiveMQ,ZeroMQ
核心部分 ： 持久性（内存，磁盘，数据库），排队标准（常见FIFO），安全策略，清理策略，处理通知
访问方式 拉模式，推模式
消息队列的优缺点： 优点： 服务间耦合，异步通信，消息的持久化以及恢复支持。
缺点： 实现复杂度的增加，平台或者协议依赖，维护成本高,

6)* 后台任务处理系统* Resque=>Sidekiq(ruby)，Delayed_job
轻量级通信,维护成本低,SDK和API支持

远程方法调用	REST	HAL	消息队列	后台任务系统
通信方式	同步通信	同步或异步通信	同步或异步通信	异步通信
平台依赖性	强	平台无关	平台无关	强
语言支持	好	语言无关	语言无关	好
学习成本	高	低	低	高
维护成本	高	低	低	高

13.微服务与测试

13.1微服务的结构

业务模型(Domain),业务逻辑(Service/Business Logic),模型存储(Respository),资源定义(Resource 包括表述内容,表述格式),网关集成(Gateway/Http Client).

13.2微服务的测试策略

测试金字塔. 单元测试,接口(契约)测试,集成测试,组件测试,端到端测试,探索.
单元测试 (Unit Testing)被测单元依赖于模拟部分(MOCK,STUB),被测单元依赖于真实部分.
接口(契约)测试 Pact测试框架
集成测试 (Integration Testing),自顶向下集成(Top-Down Integration),自底向上集成(Bottom-Up Integration).测试内容: 网关,模型存储.
集成测试弊端: 运行效率低,运行结果不稳定,反馈周期慢.
组件测试 (Component Testing),进程内测试,进程外测试.
端到端测试 (End-To-End Testing,System Testing)

14.使用微服务架构改造遗留系统

14.1 改造策略

最小修改(优先修改紧急,核心功能),功能剥离(构建接口,分离核心功能),数据解耦(数据库独立),数据同步(ETL Extract,Transform,Load),迭代替换(最小修改->功能剥离->数据解耦->数据同步(->独立服务)->功能剥离).

14.2快速开发实践

微服务快速开发模板(Microservice Template):快速开发模板(Webmachine或Grape 作为Web框架，RESTful和JSON构建服务之间的通信方式，RSpec作为测试框架),代码生成工具,持续集成模板(Bamboo),一键部署工具(Asgard)。