有沒有想過，像亞馬遜、網(wǎng)飛（Netflix）這樣的大型應(yīng)用程序為何從未出現(xiàn)過重大故障，始終能正常運行？如此龐大復(fù)雜的代碼真的能做到毫無錯誤和異常嗎？這很難讓人相信，對吧？但答案是否定的。它們確實會遇到故障，但始終能持續(xù)運行，為數(shù)百萬用戶提供服務(wù)，且服務(wù)不會中斷。而這就是微服務(wù)發(fā)揮作用的地方。

在本文中，我們將探討每位開發(fā)者為了高效運行應(yīng)用程序都應(yīng)遵循的微服務(wù)設(shè)計原則。在此之前，讓我們先了解一下什么是微服務(wù)。

什么是微服務(wù)？

將大型應(yīng)用程序分解為多個小型、獨立且能通過網(wǎng)絡(luò)相互通信的服務(wù)，這種方法就稱為微服務(wù)。這些服務(wù)可以各自獨立創(chuàng)建、部署和擴(kuò)展。每個微服務(wù)執(zhí)行特定的業(yè)務(wù)活動，并通過清晰的 API 與其他微服務(wù)交互。

這就是為什么即使一段代碼出現(xiàn)故障，也只會影響特定的微服務(wù)，而不會對整個應(yīng)用程序造成重大改變，這也是像亞馬遜和網(wǎng)飛這樣的應(yīng)用程序能夠持續(xù)為客戶提供不間斷服務(wù)的原因。

微服務(wù)可以用任何編程語言開發(fā)。它們使用與語言無關(guān)的應(yīng)用程序編程接口（API），如表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移（REST）來相互通信。

為了開發(fā)出最優(yōu)的微服務(wù)架構(gòu)，你需要遵循一些設(shè)計原則。

微服務(wù)設(shè)計原則

獨立自治服務(wù)API 聚合靈活性可擴(kuò)展性持續(xù)監(jiān)控故障隔離 / 故障恢復(fù)能力實時負(fù)載均衡融入 DevOps版本控制可用性

讓我們深入探討一下。

1.獨立自治服務(wù)：每個微服務(wù)都應(yīng)該是自包含的，并且獨立于應(yīng)用程序中的所有其他服務(wù)運行。每個服務(wù)都應(yīng)該擁有運行所需的資源，包括獨立的數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)邏輯，而不依賴其他服務(wù)來執(zhí)行其任何功能。

這條原則背后的主要原因是確保每個服務(wù)都可以獨立開發(fā)、測試和部署，而不會影響系統(tǒng)的其他部分。這也遵循了去中心化的理念，即不將控制權(quán)交給任何中央單元或服務(wù)，相反，每個服務(wù)都應(yīng)該對自己的行為負(fù)責(zé)，并且有獨立行動的自由。

以亞馬遜的系統(tǒng)為例，在這個系統(tǒng)中，每個微服務(wù)都有其特定的業(yè)務(wù)功能，如產(chǎn)品目錄、購物車、支付網(wǎng)關(guān)等，并且每個功能都有自己的數(shù)據(jù)庫和執(zhí)行邏輯，不依賴其他服務(wù)。最終，這將有助于每個微服務(wù)的可擴(kuò)展性、彈性和可維護(hù)性。

2. API 聚合：開發(fā)者應(yīng)能夠以一種使微服務(wù)在整個系統(tǒng)中與其他微服務(wù)通信時不受編程語言限制的方式來設(shè)計微服務(wù)。大多數(shù)情況下，屬于同一系統(tǒng)的不同微服務(wù)可能用不同的編程語言編寫，但由于微服務(wù)之間的相互通信很重要，這可以借助 REST 等不同的架構(gòu)方法通過 API 聚合來實現(xiàn)。

這條原則強調(diào)使用定義明確且一致的 API，以實現(xiàn)系統(tǒng)中不同微服務(wù)之間的通信。

假設(shè)亞馬遜的前端部分用某種特定語言編寫，而后端服務(wù)器用另一種語言編寫，那么為了相互通信，就需要 API 來幫助獲取和發(fā)送請求與響應(yīng)。

3. 靈活性：微服務(wù)根據(jù)具體情況或當(dāng)時的需求輕松更改或被更改的能力，就是微服務(wù)的靈活性。假設(shè)你添加了一個功能，但受到批評且效果不佳，現(xiàn)在需要將其從服務(wù)中移除，如果微服務(wù)具有靈活性，就可以輕松做到。這條原則使你的項目更能適應(yīng)未來可能的變化

。

4. 可擴(kuò)展性：這是一條使你的應(yīng)用程序能夠根據(jù)不斷變化的流量、數(shù)據(jù)和復(fù)雜性進(jìn)行調(diào)整，而不影響系統(tǒng)性能的設(shè)計原則。

假設(shè)正值節(jié)日期間，由于供應(yīng)需求大，應(yīng)用程序的流量大幅增加。這時，可擴(kuò)展性就發(fā)揮作用了，它通過調(diào)整所需的所有微服務(wù)（如數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器等）的容量，以高性能滿足不斷增加的流量。

有幾種實現(xiàn)可擴(kuò)展性的方法，如服務(wù)分區(qū)、負(fù)載均衡、橫向擴(kuò)展和緩存。

5. 持續(xù)監(jiān)控：當(dāng)眾多微服務(wù)協(xié)同工作以成功運行一個應(yīng)用程序時，系統(tǒng)中很可能會出現(xiàn)故障。隨著架構(gòu)變得更加復(fù)雜，查找和解決這些問題將變得十分繁瑣。為避免這種情況，需要持續(xù)監(jiān)控，以便盡早解決故障，確保應(yīng)用程序順利運行。

持續(xù)監(jiān)控可以通過以下方法實現(xiàn)：

日志記錄和指標(biāo)分布式跟蹤健康檢查警報和通知故障隔離 / 故障恢復(fù)能力：作為開發(fā)者，你應(yīng)該始終做好應(yīng)對應(yīng)用程序故障的準(zhǔn)備，并且在設(shè)計微服務(wù)時應(yīng)采用容錯方法，以盡量減少故障。這條原則有助于將特定系統(tǒng)故障對整個系統(tǒng)的影響降至最低。

有幾種技術(shù)可以使你的應(yīng)用程序具備容錯能力：

引入冗余，以便在出現(xiàn)故障時有多個實例可用。分離服務(wù)，以便在發(fā)生故障時相互隔離。微服務(wù)應(yīng)能優(yōu)雅降級，而不是使整個服務(wù)崩潰。每個微服務(wù)都應(yīng)配備斷路器，以便檢測和隔離故障。實時負(fù)載均衡：有時，當(dāng)客戶端向服務(wù)器發(fā)送請求時，數(shù)據(jù)庫可能需要同時從多個微服務(wù)檢索數(shù)據(jù)。此時，負(fù)載均衡器就發(fā)揮作用了，它確定為特定服務(wù)獲取數(shù)據(jù)應(yīng)使用多少中央處理器或圖形處理器資源，以及最終如何傳遞客戶端請求。

整個過程需要 “實時” 完成，這樣客戶端就無需等待結(jié)果。

假設(shè)你正在亞馬遜的支付頁面購買商品。這時，亞馬遜應(yīng)用程序會獲取多種數(shù)據(jù)，如 UPI 集成、信用卡數(shù)據(jù)庫等信息。借助實時負(fù)載均衡，應(yīng)用程序可以更輕松地在更短時間內(nèi)執(zhí)行多項操作。

8. 融入 DevOps：首先，你需要了解什么是 DevOps。DevOps 是一套應(yīng)用技術(shù)，用于在運維團(tuán)隊的幫助下，為開發(fā)和運維的協(xié)作、溝通和自動化提供持續(xù)支持。在項目中融入 DevOps，有助于促進(jìn)不同微服務(wù)之間的溝通與協(xié)作，最終提高軟件開發(fā)過程的效率和效果。DevOps 幫助微服務(wù)實現(xiàn)更高的速度、更大的靈活性和敏捷性。

可以通過使用自動化測試、持續(xù)交付與開發(fā)以及持續(xù)監(jiān)控等多種服務(wù)來融入 DevOps，這能加快產(chǎn)品上市時間，打造高質(zhì)量軟件。Docker 和 Kubernetes 是用于管理微服務(wù)的兩種常見 DevOps 工具。

9. 版本控制：像亞馬遜和網(wǎng)飛這樣的應(yīng)用程序總是能保持最新狀態(tài)，并且與設(shè)備的最新軟件更新兼容，這是不是讓你感到驚訝？這是通過版本控制實現(xiàn)的。版本控制是指根據(jù)當(dāng)前使用的最新技術(shù)棧，將服務(wù)更新到最新版本。

版本控制有助于管理服務(wù)隨時間的變化，并將它們更新到最新版本

，從而最大限度地減少對現(xiàn)有服務(wù)用戶的干擾。版本控制過程包括更新版本號、服務(wù)接口、請求和響應(yīng)，可通過 URL 版本控制和頭部版本控制來實現(xiàn)。

10. 可用性：當(dāng)企業(yè)在全球范圍內(nèi)提供服務(wù)時，不能有任何服務(wù)中斷的情況。如果服務(wù)中斷，每分鐘都可能造成巨大損失，因此可用性是一條非常重要的設(shè)計原則，它要求所有服務(wù)的開發(fā)都應(yīng)確保服務(wù)全天候運行，或者如果無法做到，至少應(yīng)盡可能長時間保持可用。

可用性直接意味著微服務(wù)全天候可用。

結(jié)論

這些是開發(fā)者在設(shè)計任何微服務(wù)時都應(yīng)牢記的十大設(shè)計原則。所有設(shè)計原則都圍繞如何始終為終端客戶提供最佳解決方案，避免出現(xiàn)故障或長時間停機(jī)。從微服務(wù)之間的通信，到將應(yīng)用程序的最終產(chǎn)品提供給客戶，這一切之所以能夠順利實現(xiàn)，都得益于微服務(wù)架構(gòu)的使用。通過采用這些設(shè)計原則并接受微服務(wù)架構(gòu)，企業(yè)可以構(gòu)建出能夠在當(dāng)今快節(jié)奏、不斷變化的商業(yè)環(huán)境中適應(yīng)并蓬勃發(fā)展的軟件系統(tǒng)。

每位開發(fā)者都應(yīng)了解的 10 條微服務(wù)設(shè)計原則常見問題解答

1.微服務(wù)是什么意思？

將大型應(yīng)用程序分解為多個可以相互通信的小型獨立部分的方法稱為微服務(wù)。

2. 微服務(wù)的主要類型有哪些？

總體而言，微服務(wù)可分為兩個主要部分：

無狀態(tài)微服務(wù)

有狀態(tài)微服務(wù)

用于微服務(wù)的最佳技術(shù)是什么？

目前，Docker 和 Kubernetes 是用于實現(xiàn)微服務(wù)的兩種最佳技術(shù)。

4. 用于微服務(wù)的最佳語言是什么？

大多數(shù)微服務(wù)開發(fā)者使用三種編程語言：

Java

JavaScript

Python

哪種微服務(wù)最好？

大多數(shù)情況下，Spring Boot 搭配 Spring Cloud 被用作主要的微服務(wù)框架之一。