摘要：筆者對微服務系統(tǒng)的觀點是，我們從單體系統(tǒng)向微服務系統(tǒng)改造的過程中，需要認真思考什么階段使用微服務。此外，為了解決服務部署，我們可以考慮通過滾動發(fā)布來實現(xiàn)服務的無中斷。事實上，微服務保證其服務的整體可用性。

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單體系統(tǒng)和微服務的區(qū)別在于，一個單體系統(tǒng)是一個大而全的功能集合，每個服務器運行的是這個應用的完整服務。而微服務是獨立自治的功能模塊，它是生態(tài)系統(tǒng)中的一部分，和其他微服務是共生關系?，F(xiàn)在，業(yè)界對單體系統(tǒng)和微服務的普遍觀點是：單體系統(tǒng)非常容易開發(fā)、測試、部署，但是單體系統(tǒng)面對的問題也很多，例如開發(fā)效率變低、維護成本增加、部署影響變大、可擴展性較差、技術選型成本高，而引入了微服務可以實現(xiàn)每個微服務易于開發(fā)與維護，便于溝通與協(xié)作，很適合小團隊敏捷開發(fā)與持續(xù)交付；每個微服務職責單一，高內(nèi)聚、低耦合。同時，每個微服務能夠獨立開發(fā)、獨立運行、獨立部署；每個微服務之間是獨立的，如果某個服務部署或者宕機，只會影響到當前服務，而不會對整個業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生影響；每個微服務可以隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，面對海量用戶和高并發(fā)，獨立做水平擴展與垂直擴展；每個微服務可以使用不同的編程語言以及不同的存儲技術，使得我們更容易嘗試新的技術。此外，對單個服務進行業(yè)務重構，也不會面臨很大的業(yè)務負擔與技術債券。

筆者對微服務系統(tǒng)的觀點是，我們從單體系統(tǒng)向微服務系統(tǒng)改造的過程中，需要認真思考什么階段使用微服務。微服務不是銀彈，它對于設計和運維難度提出了更高的要求，同時也帶來了一些技術的復雜度。因此，我們需要思考與解決分布式的復雜性、數(shù)據(jù)的一致性、服務的管理與運維、服務的自動化部署等解決方案。事實上，微服務通過拆分單體系統(tǒng)使其成為多個體積更小的服務來降低單個服務的復雜性，但是，我們從整體來看，這種方式有造成了存在大量的服務，而服務之間的相互調(diào)用也會增多，從而導致整個系統(tǒng)架構變得更加復雜。

我們經(jīng)常忽視業(yè)務價值和成本考量，而太過追求技術，那么可能會導致我們精心設計的分布式架構嚴重影響我們開發(fā)的速度和業(yè)務的快速迭代，并且隨著業(yè)務的不確定性往往導致我們的架構在半年到一年之內(nèi)就已經(jīng)不完全適用，推倒重來。此外，如果業(yè)務沒有發(fā)展起來也會導致前期大量的服務器資源盲目的浪費了，這對于初創(chuàng)業(yè)務得不償失。因此，我們在項目前期為了保證快速增長業(yè)務，保證系統(tǒng)盡量減少依賴且獨立完整，減低引入微服務架構后的技術復雜度，例如它對于運維難度提出了更高的要求，因為好的微服務架構需要穩(wěn)定的基礎設施。隨著業(yè)務發(fā)展良好，系統(tǒng)規(guī)模會不斷擴大，它的擴展性、伸縮性、可用性和性能都限制了我們的業(yè)務發(fā)展，此時，我們懷著明確的業(yè)務思考和投入更多的資源再來考慮微服務改造。

微服務架構使用服務作為模塊化的單元，那么，我們可以在前期設計的時候通過 Maven 的 module 模塊化來初步隔離依賴，為我們之后的改造預留空間。注意的是，微服務在生態(tài)系統(tǒng)中是共生關系。這里，不僅僅局限在它們可能存在鏈路依賴，同時它們的業(yè)務價值一定是共生的。因此，后期識別出單體系統(tǒng)的核心價值、關鍵功能，再把這些功能拆分成獨立且自完整的模塊。這里，改造方案可以閱讀筆者的《高可用可伸縮微服務架構：基于Dubbo、Spring Cloud和Service Mesh》一書的第十二章 “遺留系統(tǒng)的微服務架構改造”。

總結一下，微服務通過拆分單體系統(tǒng)使其成為多個體積更小的服務來降低單個服務的復雜性，但是，我們從整體來看，這種方式有造成了存在大量的服務，而服務之間的相互調(diào)用也會增多，從而導致整個系統(tǒng)架構變得更加復雜。因此，我們不單單只關注技術，而需要考量投入產(chǎn)出比，保障當前階段的利益最大化。

單體系統(tǒng)讓很多人詬病的是其服務內(nèi)聚混亂，看起來就像一個大泥球。那么，服務化之后，就解決了這個問題了嗎？事實上，微服務通過拆分單體系統(tǒng)使其成為多個體積更小的服務來降低單個服務的復雜性，讓單個系統(tǒng)看起來更加的職能清晰，但是，整個系統(tǒng)架構變得更加復雜。事實上，生產(chǎn)環(huán)境的多服務之間的調(diào)用可能如圖所示的場景。

通常情況下，生產(chǎn)環(huán)境的微服務生態(tài)比上面的案例復雜的多，可能存在幾十個到幾百個的服務。那么，對于我們而言，如何系統(tǒng)地梳理服務之間的依賴關系和鏈路關系就顯得非常重要。尤其在大促的時候，需要對于核心鏈路進行強保障，這個工作就顯得更加重要了。對此，我推薦通過 APM 的流量采集實現(xiàn)自動化鏈路梳理。

此外，我們在設計架構，每當有服務粒度的劃分問題，例如新項目的創(chuàng)建，或者對于服務邊界模凌兩可的時候，我們需要對服務邊界討論清楚，盡可能讓我們的服務保持內(nèi)聚性。

這里，還有一個主流的觀點：一個單體系統(tǒng)是一個大而全的功能集合，如果某個服務出現(xiàn)故障，會對整個業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生影響，然而使用微服務可以實現(xiàn)如果某個服務部署或者宕機，只會影響到當前服務，而不會影響到整個業(yè)務系統(tǒng)。

事實上，這個觀點看起來非常正確，但是在真實的業(yè)務場景下，并不是推動我們改造的關鍵原因。首先，一個單體為了避免單點故障，肯定需要集群和負載均衡，注意的是，集群和負載均衡和微服務（服務垂直拆分）不是互斥關系，而是在高并發(fā)和分布式中的共存關系。此外，為了解決服務部署，我們可以考慮通過滾動發(fā)布來實現(xiàn)服務的無中斷。所以，單體系統(tǒng)不一定就是不健壯的。同時，引入了微服務之后，從整體來看，這種方式有造成了存在大量的服務，而服務之間的相互調(diào)用也會增多，從而導致整個系統(tǒng)架構變得更加復雜，某個鏈路上的某個節(jié)點出現(xiàn)故障的幾率就大大的增加了，更多的依賴也意味著發(fā)生更多問題的可能。此時，假設其中某條調(diào)用鏈路上某個微服務宕機而無法提供服務，那么對其強依賴的上游服務，如何保障其自身可用性？（我在這里特指強依賴調(diào)用，服務降級或者熔斷機制可能會對業(yè)務有損，并不是解決的有效方案。）因此，很多場景下，某個服務宕機也可能會影響到整個業(yè)務系統(tǒng)。

因此，如果我們沒有面向失敗設計，并且構建一套服務治理的體系，反而會導致整體服務的不健壯性。

那么，什么才是遷移微服務的主要動因了？我覺得最主要的利益動因是服務的可擴展性和提升性能方面的考量。一個服務因為宿主機器的限制可能達到了瓶頸，為了更加進一步的壓榨機器的資源，拆分服務是一個好主意。同時，我們還可以進一步實現(xiàn)自動縮擴容來調(diào)整機器的使用。但是，遷移微服務一定能提升系統(tǒng)的性能嗎？我的觀點是真不一定。服務化后，調(diào)用鏈路變長，原本的一次 RPC 通信可能變成幾次，性能損耗有所增加。例如，異地多活主要挑戰(zhàn)之一就是網(wǎng)絡時延，跨城市一定會有延時的問題，假設跨地域網(wǎng)絡延時可能在一百毫秒以內(nèi)，一次 HTTP 請求涉及到一兩百次跨城市 RPC 調(diào)用，那么整個響應時間會增加很多，所以延時帶來的挑戰(zhàn)非常大。那么，阿里為了解決數(shù)據(jù)延遲的問題，最早提出了單元化的解決思路，即將讓請求收斂到同一區(qū)域內(nèi)完成，單元高內(nèi)聚，不做跨區(qū)域訪問，即“單元封閉”。此外，還存在跨服務調(diào)用的網(wǎng)絡超時問題，通過重試也增加了同步阻塞的隱患性。

因此，服務化是犧牲了服務之間鏈路上的調(diào)用性能，來整體提高整個業(yè)務系統(tǒng)對于機器資源壓榨來提升系統(tǒng)的性能。

對于微服務的可用性，很多人的理解是，服務提供的每次調(diào)用都是可靠且可用的。這個觀點不太對。事實上，微服務保證其服務的整體可用性。通常情況下，如果服務 A 調(diào)用服務 B，如果調(diào)用了 10 秒，那么后面的情況可能就會阻塞，間接地，導致了線程池撐爆，導致服務不可用。因此，我們就會采取超時機制來保障極短的時間內(nèi)完成結果響應，盡可能不出現(xiàn)同步阻塞問題。

此外，如果服務 B 出現(xiàn)故障，所有調(diào)用依賴的服務都將出現(xiàn)阻塞，如果有大量的請求會導致線程資源會被消耗完畢，導致服務癱瘓。事實上，服務與服務之間的依賴性會導致級聯(lián)傳播，從而間接導致服務故障的“雪崩”效應，造成整個微服務系統(tǒng)不可用。為了解決這個問題，熔斷機制就有了用武之地。

微服務的一個主流觀點是，在每個服務都有自己的緩存和數(shù)據(jù)庫，并且緩存和數(shù)據(jù)庫是相互獨立且透明的。因此，共享緩存與共享數(shù)據(jù)庫是不對的。那如果服務 A 需要獲取服務 B 的數(shù)據(jù)怎么辦？一般的做法是，服務 B 提供一個獲取該數(shù)據(jù)的 API 接口，而服務 A 通過調(diào)用該接口進行業(yè)務組裝。因此，微服務化之后，服務之間的數(shù)據(jù)交換都是通過接口來開展的，如果服務 A 越過服務 B 的業(yè)務邏輯之間訪問服務 B 的數(shù)據(jù)，其會破壞了微服務之間的數(shù)據(jù)獨立性。

此時，筆者需要潑一下冷水。凡事無絕對，有幾種特殊的場景可能需要共享數(shù)據(jù)。其一，那就是舊的服務過渡到新的服務的場景，新的服務復用舊的服務的數(shù)據(jù)庫從而到達功能與數(shù)據(jù)過渡的需求。其二，多個服務之間可能依賴于同一個數(shù)據(jù)源，例如報表的數(shù)據(jù)聚合。這種情況下，如果我們單純的依賴于 RPC 的接口調(diào)用很可能會導致偶發(fā)性的調(diào)用超時，從而導致故障發(fā)生的幾率更大。那么，解決這個問題的常用套路就是共享數(shù)據(jù)，要么通過數(shù)據(jù)冗余的方式進行數(shù)據(jù)同步，然后基于本地的服務進行邊界內(nèi)的數(shù)據(jù)聚合；要么通過抽離數(shù)倉方案進行數(shù)據(jù)的集中化 ETL，然后再對外通過加工好的數(shù)據(jù)。其三，更加現(xiàn)實的成本問題。事實上，更多的數(shù)據(jù)庫會帶來更多的經(jīng)費成本。很多時候，我們也會從經(jīng)費成本來考慮問題。我們選擇復用原來的數(shù)據(jù)庫表，等待業(yè)務價值明確之后，再考慮多帶帶獨立數(shù)據(jù)庫。

同時，共享數(shù)據(jù)技術方案可避免數(shù)據(jù)之間的上下文不明確的情況下代價高昂且重復的數(shù)據(jù)遷移，并可在需要時更輕松地調(diào)整服務粒度，然后在服務粒度穩(wěn)定之后再進行數(shù)據(jù)遷移。因此，我們要在兩者之間尋求適當?shù)钠胶?，盡可能遵守微服務的主流觀點，充分利用微服務帶來的好處。

微服務對與組織結構提出了新的要求，它建議將大團隊拆分成為多個小團隊，而每個團隊各自運維開發(fā)和運維一個或多個服務，并且需要流程上持續(xù)交付、持續(xù)部署、DevOps。

不同的服務可能由不同的團隊開發(fā)與維護，實際場景下，微服務的便利性更多的在于團隊內(nèi)部能夠產(chǎn)生閉環(huán)，換句話說，團隊內(nèi)部可以易于開發(fā)與維護，便于溝通與協(xié)作，但是對于外部團隊就存在很大的溝通成本與協(xié)作成本。如圖所示，團隊 A 對于服務 C 的了解是一個黑盒，我們不知道它是單體服務還是微服務，它部署了幾臺服務器，需要依賴哪些下游服務，是否存在限流、熔斷和降級策略，以及如何接入。如果我們需要確認這些問題，通常情況下，都需要人工協(xié)作和確認。

當然，這個是組織分工帶來的不可避免的問題，那么我們盡可能保證我們自己團隊內(nèi)部的服務的內(nèi)聚性，圍繞業(yè)務模塊進行劃分，保證微服務具有業(yè)務的獨立性與完整性，盡可能少的存在服務依賴，鏈式調(diào)用。這里，又拋出了一個新的問題。微服務有多“微”？事實上，對于服務的拆分并非越小越好，甚至極端的案例是把一塊功能拆分成一個服務，這種做法是不對的。因此，拆分粒度應該保證微服務具有業(yè)務的獨立性與完整性，服務的拆分圍繞業(yè)務模塊進行拆分。如果多帶帶拆分成服務的業(yè)務價值/技術價值不明確，那么就讓它耦合在這個單體系統(tǒng)中，在整個項目的生命周期里已經(jīng)足夠了。如果隨著業(yè)務的發(fā)展與需求，我們可以隨著調(diào)整系統(tǒng)源碼層次上模塊結構，并將其拆分成獨立的微服務。

有的時候，團隊對項目具有絕對的所有權，從而因為團隊利益上的考慮而出現(xiàn)生產(chǎn)上的微服務是一個“半成品”。筆者相信這種情況并非個例，而是絕大多數(shù)的常態(tài)?，F(xiàn)在，我們來看一個案例。團隊?A?考慮到功能的復用性而開發(fā)了一個“互動組件”，其中包括?“評論模塊”功能。此時，團隊?B?并不知情也開發(fā)了一個類似的“互動組件”。而團隊?C?也有這個需求，它知道團隊?A?有這個“互動組件”，希望可以復用，但是由于這個“互動組件”在設計的時候更多地考慮了團隊?A?的當前業(yè)務，沒有很好的復用性，例如不支持“評論蓋樓”功能，而由于團隊?A?出于當前其他項目的進度原因無法馬上提供支持，團隊?C?評估后決定花一周時間自己開發(fā)一個符合自己業(yè)務需求的“互動組件”。此時，各個項目團隊各自維護了一個“互動組件”。這個案例中，由于團隊之間的職責與邊界導致了服務的復用存在局限性，甚至造成各自為戰(zhàn)的局面，這種情況一般需要公司層面進行規(guī)劃和統(tǒng)籌。無獨有偶，團隊 A 和團隊 B 都在做工單系統(tǒng)，但是兩者需要融合，為了保證兩個團隊的既有利益，他們并不是將原來的架構打破進行融合，而是在原有的基礎上確定領域邊界。

此外，假設外部一個 RPC 接口不太穩(wěn)定，一般的做法就是去分析不穩(wěn)定的原因，但是跨團隊合作的情況下，外部服務可能就是一個黑盒，并且團隊之間可能就是一堵隱形的墻，那么溝通協(xié)作成本是非常大的，此時需要有人來全鏈路牽頭讓大家的利益達成一致。那么，當下最高效的方式可能就是團隊內(nèi)部通過其他手段來規(guī)避這個問題，例如冗余緩存或者接口適配。因此，它也許就是當前組織結構和環(huán)境下業(yè)務價值的最大化的較優(yōu)方案，我們需要適應當下，展望未來。說到接口適配，其實還有一個非常常見的微服務架構設計：適配器服務模式。通常情況下，外部服務給我們的消息體格式和我們所需要的不一致，此時，我們?nèi)ネ苿铀麄兏脑祜@得不太現(xiàn)實，那么，為了保障我們的業(yè)務邏輯不引入大量的業(yè)務適配邏輯，我們就會引入適配層 （適配器服務），它將外部服務的消息體適配成統(tǒng)一的標準格式，然后再向上暴露服務，例如退款適配、物流適配等。

因此，公司組織在很大程度上影響了服務邊界的確定。通常情況下，我們在自身團隊的邊界內(nèi)做領域劃分，盡可能的滿足業(yè)務需求，雖然從技術層面來看這個是一個“半成品”，但是它也許就是當前環(huán)境下業(yè)務價值的最大化的較優(yōu)方案。所謂分久必合，當大家看到它有足夠大的價值后，在考慮進一步融合也是一個不錯的主意。

最后，我們再來談談引入新的技術，給項目帶來技術紅利。一個新的技術需要考慮學習成本和維護成本，以及可用性保障和可運維性。例如，我在公司在運維的護航下，我可以輕松自如的使用各種技術等，但是，我不一定敢在另外一個公司使用?MongoDB，因為我知道我并不是這方面的運維專家，如果出現(xiàn)問題，我可能沒辦法解決。那么，引入一個新技術可能存在的技術風險。很多時候，我們要基于失敗設計，這恰恰是初級工程師和資深工程師之間的差距。例如，Redis 實現(xiàn)分布式鎖，很多人都只想到來如何通過代碼實現(xiàn)這套邏輯，但是，如果 Redis 集群中主服務掛了，直接切換到從服務，因為是主從異步同步，而分布式鎖講究的是一定是最新的鎖數(shù)據(jù)才管用，就是在一瞬間才起作用，這時候丟了分布式鎖數(shù)據(jù)，你的業(yè)務就會造成重復請求，而分布式鎖如果應用在了業(yè)務中，必須是非常重要的場景，尤其是金融和支付，所以單點版 Redis?分布式鎖不是好方法，不能使用，如果要用，就得解決穩(wěn)定性問題。（引用《高可用可伸縮微服務架構：基于Dubbo、Spring Cloud和Service Mesh》作者「程超」在群里分享的案例，特別精彩。）這里，小小的偏題了下，回到正題，我們會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)新項目嘗試使用新技術，而老項目更加保守，因為前者試錯成本更低。有趣的是，新公司對技術的發(fā)展更加敏銳，例如很多小公司在云原生方面有諸多實踐與落地。此時，你可能大概明白了我表述的觀點：通常情況下，技術棧的使用背后是公司的運維保障，以及對技術深度的把控力。所以，我們需要對新技術有提前的儲備，以備隨時上戰(zhàn)場，但是絕大多數(shù)情況下，我們要保證利用現(xiàn)有的技術（工具）實現(xiàn)業(yè)務價值的最大化。

總結一下，本篇文章沉淀了很多我在工作以來的所見所聞和實戰(zhàn)思考，核心觀點并不是唱衰微服務，而是讓大家保持獨立思考，跳出純技術的視角去思考架構，去看待微服務，要保證利用現(xiàn)有的技術（工具）實現(xiàn)業(yè)務價值的最大化。

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