微服務,為什麼從前後端分離開始?

来源:https://www.cnblogs.com/itlaobingge/archive/2020/01/16/12200260.html
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既要低頭趕路,又要抬頭望天,科技是為人服務的,任何技術背後都有更深層次的考量,在本系列的第一篇文章中我們聊了微服務的本質,它是一種可以加速分工、促進合作的新協作機制。知其然,知其所以然,在第二篇文章中我們剖析了微服務為什麼可以加速分工、促進合作,今天我們再接著來聊聊怎樣開啟微服務架構之旅。 ...


既要低頭趕路,又要抬頭望天,科技是為人服務的,任何技術背後都有更深層次的考量,在本系列的第一篇文章中我們聊了微服務的本質,它是一種可以加速分工、促進合作的新協作機制。知其然,知其所以然,在第二篇文章中我們剖析了微服務為什麼可以加速分工、促進合作,今天我們再接著來聊聊怎樣開啟微服務架構之旅。

1. 從前後端分離開啟微服務改造

現在我們對微服務有了更深入的瞭解,也準備在構建新系統時採用這套新架構了,但它還是有些複雜度的,包括服務註冊中心、統一配置中心、微服務網關、接入層網關、服務治理中心、調用鏈路追蹤、分散式事務和分散式調度等眾多組件。一口吃成胖子僅僅是一個美好的願望,從單體式架構直接升級至全微服務架構,需要掌握這套全新的技術棧,對於缺乏前期鋪墊的團隊來說,學習曲線還是比較陡的,真正遇到的挑戰往往超出想象的。

心理學對此有專門的研究,我們探索陌生世界的動力源於興趣,而興趣就是好奇心和正向反饋。如果我們剛開始就把目標設定的太高太遠,在堅持努力了一段時間之後,還無法達成目標的話,那我們就接收不到正向反饋。久而久之,好奇心就會消磨殆盡,興趣也就隨之消失了。最靠譜的方式就是段帶式進階,將一個非常巨集大的目標拆解成多個階段性目標。在當前能力水平下,最近的階段性目標只需要我們稍作努力跳跳腳就可以完成的,這樣我們就能持續地收穫小糖豆,從而激發更大好奇心和更強的戰鬥力,一步一臺階地順利抵達最初設定的大目標。

因此,我推薦從難度較小的前後端分離來啟動微服務化改造。那為什麼前後端分離適合作為切入點呢?這源於對大量用戶案例的分析和總結,接下來我們一起看看這當中蘊含的邏輯。通常,我們可以按照下麵三種規則將單體式拆解成微服務:

  • 按業務類型分,每個組件負責不同的業務,彼此之間松耦合。
  • 按技術類型分,某些特性只能採用特定的語言或框架來實現。
  • 按地域邊界分,研發團隊分佈在不同地方,受溝通成本限制。

按照上述規則看,前後端是否適合拆成兩個組件呢?從整體感覺看,前端就像要接待客戶的崗位,必須把自己收拾的乾乾凈凈,給客戶留下好印象,而後端就像後援崗位的程式員,日常主要跟機器打交道,怎麼舒服怎麼穿。從功能定位看,前端擔負人機交互,關註業務流程,後端負責演算法數據,關註運算邏輯。從質量屬性看,前端看重易用性、美觀度等,後端看重擴展性、可用性和性能等。從資源需求看,前端主要消耗記憶體和帶寬,後端主要消耗CPU。從迭代頻次看,前端需要不斷試錯,變化要遠高於後端。從技能要求看,前端主攻HTML/CSS/JS等,研究怎樣跟人交互更高效順暢,後端主攻高級編程語言等,研究怎樣跟機器打交道更高效穩定。

按上述分析看,前後端是非常適合拆開的。在雲計算時代到來之前,即移動互聯網時代,為了跨終端,前後端分離就已經開始流行了,應該說有比較成熟的用戶基礎了。同時,從前後端分離架構的邏輯、過程等視圖看,這套方案相對簡單,容易上手,非常適合作為微服務化改造的第一步。在此方案中,我們只需要引入接入層網關和開發框架(SpringBoot),前者用於承載前端組件,後者降低開發難度。接入層網關,通常以Nginx、OpenRestry、Kong等開源中間件為基礎擴展,支持從服務治理平臺接收控制指令,實現前端熱發佈和頁面級灰度。另外,利用中間件本身的插件機制來實現業務需求定製。

  • 前端組件可以採用React、Vue等框架開發,發佈時將HTML/CSS/JS等靜態資源打成ZIP包。
  • 後端組件將服務封裝成HTTP RESTful API,發佈時打成特定的壓縮包,例如:FatJAR、WAR等。
  • 前端以AJAX方式調用後端服務,報文采用JSON格式編碼。
  • 接入層網關會對客戶端(瀏覽器)的請求做路由轉發,靜態資源請求在本地處理,動態服務請求轉給後端。

2. 分步驟演進至全微服務架構

俗話說萬事開頭難,將前後端分離作為切入點,我們可以輕鬆地開啟微服務化改造之旅。接下來,我們如何一步步趨近至全微服務架構呢?以JAVA領域為例,如下圖所示,典型的微服務架構主要包含下列組件:

  • 接入層網關,負責將流量落地並對其進行安全檢測,然後分流靜態和動態請求。另外,前端組件的靜態資源會部署在它裡面。常見的開源產品有:Nginx、OpenRestry、Kong等。
  • 應用開發框架,用於搭建應用的骨架,例如:Spring Boot。歷經十五年左右的發展,Spring已經進化至5.x版本,在功能越來越強大的同時也變得越來越複雜,Spring Boot以“習慣優於配置”的理念對Spring做了封裝簡化,這樣新用戶就不需要硬磕十幾年的技術沉澱,降低使用門檻高更容易上手。
  • 微服務網關,負責將請求路由至後端的微服務,客戶端不用關心後臺具體由哪些微服務構成。另外,它還可以幫後端實現一些通用的橫切麵功能,例如:身份認證、操作鑒權、請求校驗、安全檢測、灰度發佈、流量管控等。常見的開源產品有:Netflix Zuul、Spring Cloud Gateway等。
  • 服務註冊中心,負責匯聚後端微服務的實例地址、狀態等信息,以便微服務網關或消費方查詢服務信息。有了它的協助,微服務就可以越拆越小,彈性伸縮也可以變得自動化。常見的開源產品有:Eureka、Nacos、Consul等。
  • 統一配置中心,負責管理每個微服務在不同環境、集群中的動態配置,配置更新後可以實時地推送至對應微服務實例上,並及時生效。它可以簡化大規模分散式系統配置的管理維護。常見的開源產品有:Spring Cloud Config、Appollo等。

通常,每個微服務都存在身份認證、操作鑒權、請求校驗、安全檢測、灰度發佈、流量管控等需求,這些屬於橫切麵或通用功能,非常適合在微服務網關上實現,這樣就不需要每個微服務重覆實現上述功能了。像Netflix Zuul、Spring Cloud Gateway等開源中間件,它們都支持過濾器Filter模式,我們可以基於此來擴展定製各種橫切麵或通用功能,讓後端組件專註於業務,通過架構升級進一步細化分工和加強合作。

在前後端分離的基礎上,我們不斷迭代、試錯和演進,逐步找到了用戶歡迎的業務形態,用戶量開始不斷增長。接著,我們就會進一步豐富業務,這時候後端組件也需要拆解成多個微服務組件了。為了支持後端多個微服務組件,我們就需要引進服務註冊中心,支持服務的動態註冊與發現。在統一配置中心、服務治理平臺、調用鏈路追蹤、日誌監控等輔助系統協助之下,整個系統就演進至較完整的微服務架構了。至此,我們就可以實現服務治理、灰度發佈等高級特性了。再往後我們就需要根據業務類型來決定是否引入分散式事務、分散式調度等解決方案了。

微服務倡導專業分工,每個組件都專註於各自的業務領域;微服務倡導精益創業,通過最小化可行產品(MVP)不斷驗證市場;微服務倡導敏捷迭代,通過灰度發佈線上滾動升級系統。同樣,我們在引進微服務架構時也建議遵循上述原則,從實際需求出發,逐步演進至全套微服務架構,沒有必要一次性採用全部套件。為了降低採用新技術棧時的風險,我們可以從邊緣系統開始微服務改造,等團隊對新技術掌握的更好之後再開始改造核心系統。

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