作者/ 溫曉麗 蘇浩偉 陳歡 鄒大畢 廣州羊城通有限公司(廣東 廣州 510080)

摘要：基于微服務架構而構建的應用系統是將復雜的大系統分解成了一系列小的單獨的子服務系統，這些子服務系統可以單獨部署發布，也可以組合成一個應用發布。伴隨著移動互聯網應用的快速發展，相應的服務系統更新迭代頻繁，采用微服務架構之后的系統可以很好地適應移動互聯網這種需求不斷迭代更新的應用場景。城市一卡通手機充值系統是城市一卡通公司在移動互聯網領域的應用服務系統，同樣地面臨著業務不斷快速迭代更新的需求，基于此，進行城市一卡通手機充值支撐系統的構建過程中采用了基于SpringBoot微服務架構的研究是必要和有參考意義的。

引言

　　隨著時代的發展，在信息系統建設方面，傳統IT架構面臨著以下一些問題：

　　1)使用傳統的整體式架構(Monolithic Architecture)應用開發系統，如CRM、ERP等大型應用，隨著新需求的不斷增加，企業更新和修復大型整體式應用變得越來越困難。在系統更新時，往往牽一發而動全身，稍有不慎就可能帶來大的損失。

　　2)隨著移動互聯網的發展，企業被迫將其應用遷移至現代化UI界面架構以便能兼容移動設備，這要求企業能實現應用功能的快速上線，而傳統IT架構在系統快速迭代更新方面難度較大。

　　3)隨著應用云化的日益普及，生于云端的應用具有與傳統IT不同的技術基因和開發運維模式，此時再生搬硬套傳統IT架構往往會產生適得其反的效果。

　　4)移動互聯網相關技術快速發展，云計算及互聯網公司大量開源輕量級技術不停涌現并日漸成熟，主要為如下幾方面：互聯網/內聯網/網絡更加成熟，輕量級運行時技術的出現(node.js等)，新的方法與工具(Agile、DevOps、TDD、CI及XP)，新的輕量級協議(RESTful API接口和輕量級消息機制)，簡化的基礎設施，操作系統虛擬化(hypervisors)、容器化(Docker)、基礎設施即服務(IaaS)、工作負載虛擬化(Kubernetes、Spark)等;服務平臺化(PaaS)，云服務平臺上具有自動縮放、工作負載管理、SLA 管理、消息機制、緩存、構建管理等各種按需使用的服務，新的可替代數據持久化模型：如NoSQL、MapReduce、BASE、CQRS等，標準化代碼管理等。

　　這一切都催生了新的架構設計風格，即微服務架構的出現。

1 微服務架構概述

　　微服務是一種架構風格，一個大型復雜軟件應用由一個或多個微服務組成。系統中的各個微服務可被獨立部署，各個微服務之間是松耦合的。每個微服務僅關注于完成一件任務并很好地完成該任務。在所有情況下，每個任務代表著一個小的業務能力。

　　微服務具備彈性和伸縮性。微服務不只依賴單個服務器和部署，它們可以被發布到多個機器上，或者多個數據中心及其它任何可用的區域。如果一個服務失效，可以啟動另外一個。因為整個應用被分解成了微服務(小型服務)，可以很容易地對其中某些熱門的服務進行橫向擴展。

　　微服務一般會提供基于HTTP/JSON的API端點。這樣可以很容易地與其它服務(開源或閉源的)集成，只要這些服務提供了HTTP/JSON接口。服務可以通過更有意義的方式被消費、被組合。

1.1 與整體架構的比較

　　整體架構把所有功能都放到一個進程中，如圖1所示，其中每個形狀塊代表一個功能;而微服務架構會將不同的功能放置到分離的多個服務進程中，如圖2所示。

　　在系統服務能力需要擴展時，采用整體架構的系統只能復制整個系統到多個服務器上，如圖3所示;而采用微服務架構的系統則僅根據不同服務的服務負載能力需求來決定復制到多少個服務器上，如圖4所示。

1.2 微服務架構的優點

　　1)每個服務都比較簡單，只關注于一個業務功能;

　　2)微服務架構方式是松耦合的，可以提供更高的靈活性;

　　3)微服務可通過最佳及最合適的不同的編程語言與工具進行開發，能夠做到有的放矢地解決針對性問題;

　　4)每個微服務可由不同團隊獨立開發，互不影響，加快推出市場的速度;

　　5)微服務架構是持續交付(CD)的巨大推動力，允許在頻繁發布不同服務的同時保持系統其他部分的可用性和穩定性。

1.3 微服務架構的缺點

　　微服務的一些想法在實踐上是好的，但當整體實現時也會呈現出其復雜性，主要約束性體現在如下幾個方面：

　　1)運維開銷及成本增加：整體應用可能只需部署至一小片應用服務區集群，而微服務架構可能變成需要構建/測試/部署/運行數十個獨立的服務，并可能需要支持多種語言和環境。

　　2)代碼重復：某些底層功能需要被多個服務所用，為了避免將“同步耦合引入到系統中”，有時需要向不同服務添加一些代碼，這就會導致代碼重復。

　　3)分布式系統的復雜性：作為一種分布式系統，微服務引入了復雜性和其他若干問題，例如網絡延遲、容錯性、消息序列化、不可靠的網絡、異步機制、版本化、差異化的工作負載等，開發人員需要考慮以上的分布式系統問題。

　　4)可測性的挑戰：在動態環境下服務間的交互會產生非常微妙的行為，難以可視化及全面測試。經典微服務往往不太重視測試，更多的是通過監控發現生產環境的異常，進而快速回滾或采取其他必要的行動。但對于特別在意風險規避監管或投產環境錯誤會產生顯著影響的場景下需要特別注意。