程序员必须知道的系统框架知识&微服务框架详解

ゞ浴缸里的玫瑰 2024-03-31 10:58 74阅读 0赞

一、系统框架演变过程

二、微服务框架简介

三、微服务框架常见问题以及解决方法

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## 一、系统框架演变过程 ##

随着互联网的发展，网站应用的规模也在不断的扩大，进而导致系统架构也在不断的进行变化。 从互联网早起到现在，系统架构大体经历了下面几个过程:

**单体应用架构--->垂直应用架构--->分布 式架构--->SOA架构--->微服务架构，当然还有悄然兴起的Service Mesh(服务网格化)。**

接下来我们就来了解一下每种系统架构是什么样子的， 以及各有什么优缺点。

### 1.1单体应用框架 ###

互联网早期，一般的网站应用流量较小，只需一个应用，将所有功能代码都部署在一起就可以，这 样可以减少开发、部署和维护的成本。 比如说一个电商系统，里面会包含很多用户管理，商品管理，订单管理，物流管理等等很多模块， 我们会把它们做成一个web项目，然后部署到一台**tomcat服务器**上。

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#### 优缺点： ####

> **优点：**
> 
>  *  项目架构简单，小型项目的话， 开发成本低
>  *  项目部署在一个节点上， 维护方便
> 
> **缺点：**
> 
>  *  全部功能集成在一个工程中，对于大型项目来讲不易开发和维护
>  *  项目模块之间紧密耦合，单点容错率低
>  *  无法针对不同模块进行针对性优化和水平扩展

### 1.2垂直应用架构 ###

随着访问量的逐渐增大，单一应用只能依靠增加节点来应对，但是这时候会发现并不是所有的模块 都会有比较大的访问量. 还是以上面的电商为例子， 用户访问量的增加可能影响的只是用户和订单模块， 但是对消息模块 的影响就比较小. 那么此时我们希望只多增加几个订单模块， 而不增加消息模块. 此时单体应用就做不 到了， 垂直应用就应运而生了. 所谓的垂直应用架构，就是将原来的一个应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。比如我们可 以将上面电商的单体应用拆分成:

*  电商系统(用户管理 商品管理 订单管理)
 *  后台系统(用户管理 订单管理 客户管理)
 *  CMS系统(广告管理 营销管理)

这样拆分完毕之后，一旦用户访问量变大，只需要增加电商系统的节点就可以了，而无需增加后台 和CMS的节点。

#### ![895026cd76bf445cabdb1312438f3a54.png][] ####

#### 优缺点 ： ####

> **优点：**
> 
>  *  系统拆分实现了流量分担，解决了并发问题，而且可以针对不同模块进行优化和水平扩展
>  *  一个系统的问题不会影响到其他系统，提高容错率
> 
> **缺点：**
> 
>  *  系统之间相互独立， 无法进行相互调用
>  *  系统之间相互独立， 会有重复的开发任务

### 1.3分布式框架 ###

当垂直应用越来越多，重复的业务代码就会越来越多。这时候，我们就思考可不可以将重复的代码 抽取出来，做成统一的业务层作为独立的服务，然后由前端控制层调用不同的业务层服务呢？ 这就产生了新的分布式系统架构。它将把工程拆分成表现层和服务层两个部分，服务层中包含业务 逻辑。表现层只需要处理和页面的交互，业务逻辑都是调用服务层的服务来实现。 ![99f88c7fd9b84c19946877fadd7dd78b.png][]

#### 优缺点： ####

> **优点：**
> 
>  *  抽取公共的功能为服务层，提高代码复用性
> 
> **缺点：**
> 
>  *  系统间耦合度变高，调用关系错综复杂，难以维护

### 1.4SOA架构 ###

在分布式架构下，当服务越来越多，容量的评估，小服务资源的浪费等问题逐渐显现，此时需增加 一个调度中心对集群进行实时管理。此时，用于资源调度和治理中心(SOA Service Oriented Architecture，面向服务的架构)是关键。

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#### 优缺点： ####

> **优点:**
> 
>  *  使用注册中心解决了服务间调用关系的自动调节
> 
> **缺点:**
> 
>  *  服务间会有依赖关系，一旦服务注册中心环节出错会影响较大( 服务雪崩 )
>  *  服务关心复杂，运维、测试部署困难

## 二、微服务框架简介 ##

微服务架构在某种程度上是面向服务的架构SOA继续发展的下一步，它更加强调服务的"彻底拆分"

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> **优点：**
> 
>  *  服务原子化拆分，独立打包、部署和升级，保证每个微服务清晰的任务划分，利于扩展
>  *  **微服务之间采用Restful等轻量级http协议相互调用**
> 
> **缺点：**
> 
>  *  分布式系统开发的技术成本高（容错、分布式事务等）

微服务架构， 简单的说就是将单体应用进一步拆分，拆分成更小的服务，每个服务都是一个可以独 立运行的项目

## 三、微服务框架常见问题以及解决方法 ##

### 微服务常见问题： ###

一旦采用微服务系统架构，就势必会遇到这样几个问题：

>  *  这么多小服务，如何管理他们？(服务治理 注册中心\[服务注册 发现 剔除\])
>  *  这么多小服务，他们之间如何通讯？(**restful rpc**)
>  *  这么多小服务，客户端怎么访问他们？(网关)
>  *  这么多小服务，一旦出现问题了，应该如何自处理？(容错)
>  *  这么多小服务，一旦出现问题了，应该如何排错? (链路追踪)

对于上面的问题，是任何一个微服务设计者都不能绕过去的，因此大部分的微服务产品都针对每一 个问题提供了相应的组件来解决它们。

### 解决方法： ###

#### 3.1ServiceComb ####

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Apache ServiceComb，前身是华为云的微服务引擎 CSE (Cloud Service Engine) 云服务，是全球 首个Apache微服务顶级项目。它提供了一站式的微服务开源解决方案，致力于帮助企业、用户和开发 者将企业应用轻松微服务化上云，并实现对微服务应用的高效运维管理。

#### 3.2SpringCloud ####

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Spring Cloud是一系列框架的集合。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基 础设施的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等，都可以用 Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。 Spring Cloud并没有重复制造轮子，它只是将目前各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服 务框架组合起来，通过Spring Boot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，最终给开发者留 出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。

#### 3.3SpringCloud Alibab这个是小编推荐的 ####

Spring Cloud Alibaba 致力于提供微服务开发的一站式解决方案。此项目包含开发分布式应用微服 务的必需组件，方便开发者通过 Spring Cloud 编程模型轻松使用这些组件来开发分布式应用服务。 依托 Spring Cloud Alibaba，您只需要添加一些注解和少量配置，就可以将 Spring Cloud 应用接 入阿里微服务解决方案，通过阿里中间件来迅速搭建分布式应用系统。

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#### 推荐参考： ####

> [Spring Cloud AlibabaLevel up your Java code and explore what Spring can do for you.![favicon-9d25009f65637a49ac8d91eb1cf7b75e.ico][]https://spring.io/projects/spring-cloud-alibaba][Spring Cloud AlibabaLevel up your Java code and explore what Spring can do for you._favicon-9d25009f65637a49ac8d91eb1cf7b75e.ico_https_spring.io_projects_spring-cloud-alibaba]
> 
> [https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/blob/master/README-zh.mdSpring Cloud Alibaba provides a one-stop solution for application development for the distributed solutions of Alibaba middleware. - spring-cloud-alibaba/README-zh.md at 2.2.x · alibaba/spring-cloud-alibaba![fluidicon.png][]https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/blob/master/README-zh.md][https_github.com_alibaba_spring-cloud-alibaba_blob_master_README-zh.mdSpring Cloud Alibaba provides a one-stop solution for application development for the distributed solutions of Alibaba middleware. - spring-cloud-alibaba_README-zh.md at 2.2.x _ alibaba_spring-cloud-alibaba_fluidicon.png_https_github.com_alibaba_spring-cloud-alibaba_blob_master_README-zh.md]

#### 主要功能： ####

>  *  **服务限流降级**：默认支持 WebServlet、WebFlux， OpenFeign、RestTemplate、Spring Cloud Gateway， Zuul， Dubbo 和 RocketMQ 限流降级功能的接入，可以在运行时通过控制台实时修 改限流降级规则，还支持查看限流降级 Metrics 监控。
>  *  **服务注册与发现：**适配 Spring Cloud 服务注册与发现标准，默认集成了 Ribbon 的支持。
>  *  **分布式配置管理：**支持分布式系统中的外部化配置，配置更改时自动刷新。
>  *  **消息驱动能力：**基于 Spring Cloud Stream 为微服务应用构建消息驱动能力。
>  *  **分布式事务：**使用 @GlobalTransactional 注解， 高效并且对业务零侵入地解决分布式事务问题。
>  *  **阿里云对象存储：**阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。支持在任何应用、任 何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
>  *  **分布式任务调度：**提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时（基于 Cron 表达式）任务调度服务。 同时提供分布式的任务执行模型，如网格任务。网格任务支持海量子任务均匀分配到所有 Worker（schedulerx-client）上执行。
>  *  **阿里云短信服务：**覆盖全球的短信服务，友好、高效、智能的互联化通讯能力，帮助企业迅速搭建 客户触达通道。

#### 组件： ####

>  *  **Sentinel：**把流量作为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度保护服务的稳 定性。
>  *  **Nacos：**一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。
>  *  **RocketMQ：**一款开源的分布式消息系统，基于高可用分布式集群技术，提供低延时的、高可靠 的消息发布与订阅服务。
>  *  **Dubbo：**Apache Dubbo™ 是一款高性能 Java RPC 框架。
>  *  **Seata：**阿里巴巴开源产品，一个易于使用的高性能微服务分布式事务解决方案。
>  *  **Alibaba Cloud ACM：**一款在分布式架构环境中对应用配置进行集中管理和推送的应用配置中心 产品。
>  *  **Alibaba Cloud OSS:** 阿里云对象存储服务（Object Storage Service，简称 OSS），是阿里云提 供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。您可以在任何应用、任何时间、任何地点存储和 访问任意类型的数据。
>  *  **Alibaba Cloud SchedulerX**: 阿里中间件团队开发的一款分布式任务调度产品，提供秒级、精 准、高可靠、高可用的定时（基于 Cron 表达式）任务调度服务。
>  *  **Alibaba Cloud SMS:** 覆盖全球的短信服务，友好、高效、智能的互联化通讯能力，帮助企业迅速 搭建客户触达通道。

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[https_github.com_alibaba_spring-cloud-alibaba_blob_master_README-zh.mdSpring Cloud Alibaba provides a one-stop solution for application development for the distributed solutions of Alibaba middleware. - spring-cloud-alibaba_README-zh.md at 2.2.x _ alibaba_spring-cloud-alibaba_fluidicon.png_https_github.com_alibaba_spring-cloud-alibaba_blob_master_README-zh.md]: https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/blob/master/README-zh.md