周志明论架构之道:从SOA时代到微服务时代(3)

简介: 周志明论架构之道:从SOA时代到微服务时代(3)
  • 数据去中心化(Decentralized Data Management)。微服务明确地提倡数据应该按领域分散管理、更新、维护、存储,在单体服务中,一个系统的各个功能模块通常会使用同一个数据库,诚然中心化的存储天生就更容易避免一致性问题,但是,同一个数据实体在不同服务的视角里,它的抽象形态往往也是不同的。譬如,Bookstore 应用中的书本,在销售领域中关注的是价格,在仓储领域中关注的库存数量,在商品展示领域中关注的是书籍的介绍信息,如果作为中心化的存储,所有领域都必须修改和映射到同一个实体之中,这便使得不同的服务很可能会互相产生影响而丧失掉独立性。尽管在分布式中要处理好一致性的问题也相当困难,很多时候都没法使用传统的事务处理来保证,但是两害相权取其轻,有一些必要的代价仍是值得付出的。

  • 强终端弱管道(Smart Endpoint and Dumb Pipe)。弱管道(Dumb Pipe)几乎算是直接指名道姓地反对 SOAP 和 ESB 的那一堆复杂的通信机制。ESB 可以处理消息的编码加工、业务规则转换等;BPM 可以集中编排企业业务服务;SOAP 有几十个 WS-*协议族在处理事务、一致性、认证授权等一系列工作,这些构筑在通信管道上的功能也许对某个系统中的某一部分服务是有必要的,但对于另外更多的服务则是强加进来的负担。如果服务需要上面的额外通信能力,就应该在服务自己的 Endpoint 上解决,而不是在通信管道上一揽子处理。微服务提倡类似于经典 UNIX 过滤器那样简单直接的通信方式,RESTful 风格的通信在微服务中会是更加合适的选择。

  • 容错性设计(Design for Failure)。不再虚幻地追求服务永远稳定,而是接受服务总会出错的现实,要求在微服务的设计中,有自动的机制对其依赖的服务能够进行快速故障检测,在持续出错的时候进行隔离,在服务恢复的时候重新联通。所以“断路器”这类设施,对实际生产环境的微服务来说并不是可选的外围组件,而是一个必须的支撑点,如果没有容错性的设计,系统很容易就会被因为一两个服务的崩溃所带来的雪崩效应淹没。可靠系统完全可能由会出错的服务组成,这是微服务最大的价值所在,也是这部开源文档标题“凤凰架构”的含义。

  • 演进式设计(Evolutionary Design)。容错性设计承认服务会出错,演进式设计则是承认服务会被报废淘汰。一个设计良好的服务,应该是能够报废的,而不是期望得到长存永生。假如系统中出现不可更改、无可替代的服务,这并不能说明这个服务是多么的优秀、多么的重要,反而是一种系统设计上脆弱的表现,微服务所追求的独立、自治,也是反对这种脆弱性的表现。

  • 基础设施自动化(Infrastructure Automation)。基础设施自动化,如 CI/CD 的长足发展,显著减少了构建、发布、运维工作的复杂性。由于微服务下运维的对象比起单体架构要有数量级的增长,使用微服务的团队更加依赖于基础设施的自动化,人工是很难支撑成百上千乃至成千上万级别的服务的。

《Microservices》一文中对微服务特征的描写已经相当具体了,文中除了定义微服务是什么,还专门申明了微服务不是什么——微服务不是 SOA 的变体或衍生品,应该明确地与 SOA 划清了界线,不再贴上任何 SOA 的标签。如此,微服务的概念才算是一种真正丰满、独立的架构风格,为它在未来的几年时间里如明星一般闪耀崛起于技术舞台铺下了理论基础。


Microservices and SOA

由于与 SOA 具有一致的表现形式,这让微服务的支持者更加迫切地拒绝再被打上 SOA 的标签,尽管有一些人坚持认为微服务就是 SOA 的一种变体形式,也许从面向服务方面这个方面来说是对的,但无论如何,SOA 与微服务都是两种不同的东西,正因如此,使用一个别的名称来简明地定义这种架构风格就显得更有必要。

—— Martin Fowler / James Lewis,Microservices


从以上微服务的定义和特征中,你应该可以明显地感觉到微服务追求的是更加自由的架构风格,摒弃了几乎所有 SOA 里可以抛弃的约束和规定,提倡以“实践标准”代替“规范标准”。可是,如果没有了统一的规范和约束,以前 SOA 所解决的那些分布式服务的问题,不也就一下子都重新出现了吗?的确如此,服务的注册发现、跟踪治理、负载均衡、故障隔离、认证授权、伸缩扩展、传输通信、事务处理,等等,这些问题,在微服务中不再会有统一的解决方案,即使只讨论 Java 范围内会使用到的微服务,光一个服务间远程调用问题,可以列入解决方案的候选清单的就有:RMI(Sun/Oracle)、Thrift(Facebook)、Dubbo(阿里巴巴)、gRPC(Google)、Motan2(新浪)、Finagle(Twitter)、brpc(百度)、Arvo(Hadoop)、JSON-RPC、REST,等等;光一个服务发现问题,可以选择的就有:Eureka(Netflix)、Consul(HashiCorp)、Nacos(阿里巴巴)、ZooKeeper(Apache)、Etcd(CoreOS)、CoreDNS(CNCF),等等。其他领域的情况也是与此类似,总之,完全是八仙过海,各显神通的局面。


微服务所带来的自由是一把双刃开锋的宝剑,当软件架构者拿起这把宝剑,一刃指向 SOA 定下的复杂技术标准,将选择的权力夺回的同一时刻,另外一刃也正朝向着自己映出冷冷的寒光。微服务时代中,软件研发本身的复杂度应该说是有所降低。一个简单服务,并不见得就会同时面临分布式中所有的问题,也就没有必要背上 SOA 那百宝袋般沉重的技术包袱。


需要解决什么问题,就引入什么工具;团队熟悉什么技术,就使用什么框架。此外,像 Spring Cloud 这样的胶水式的全家桶工具集,通过一致的接口、声明和配置,进一步屏蔽了源自于具体工具、框架的复杂性,降低了在不同工具、框架之间切换的成本,所以,作为一个普通的服务开发者,作为一个“螺丝钉”式的程序员,微服务架构是友善的。可是,微服务对架构者是满满的恶意,对架构能力要求已提升到史无前例的程度,笔者在这部文档的多处反复强调过,技术架构者的第一职责就是做决策权衡,有利有弊才需要决策,有取有舍才需要权衡,如果架构者本身的知识面不足以覆盖所需要决策的内容,不清楚其中利弊,恐怕也就无可避免地陷入选择困难症的困境之中。


微服务时代充满着自由的气息,微服务时代充斥着迷茫的选择。软件架构不会止步于自由,微服务仍不是架构探索终点,如果有下一个时代,笔者希望是信息系统能同时拥有微服务的自由权利,围绕业务能力构建自己的服务而不受技术规范管束,但同时又不必以承担自行解决分布式的问题的责任为代价。管他什么利弊权衡!小孩子才做选择题,成年人全部都要!


本文由机械工业出版社授权发布。

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