SpringBoot揭秘:快速构建微服务体系
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1.3.1 独立,独立,还是独立

我们说微服务打响的是各自的独立战争,所以,每一个微服务都是一个小王国,这些微服务跳出了“大一统”(Monolith)王国的统治,开始从各个层面打造自己的独立能力,从而保障自己的小王国可以持续稳固的运转。

首先,在开发层面,每个微服务基本上都是各自独立的项目(project),而对应各自独立项目的研发团队基本上也是独立对应,这样的结构保证了微服务的并行研发,并且各自快速迭代,不会因为所有研发都投入一个近乎单点的项目,从而造成开发阶段的瓶颈。开发阶段的独立,保证了微服务的研发可以高效进行。

服务开发期间的形态,跟服务交付期间的形态原则上是不需要完全高度统一的,即使我们在开发的时候都是各自进行,但交付的时候还是可以一起交付,不过这不是微服务的做法。在微服务治理体系下,各个微服务交付期间也是各自独立交付的,从而使得每个微服务从开发到交付整条链路上都是独立进行,这大大加快了微服务的迭代和交付效率。

服务交付之后需要部署运行,对微服务来说,它们运行期间也是各自独立的。

微服务独立运行可以带来两个比较明显的好处,第一个就是可扩展性。我们可以快速地添加服务集群的实例,提升整个微服务集群的服务能力,而在传统Monolith模式下,为了能够提升服务能力,很多时候必须强化和扩展单一结点的服务能力来达成。如果单结点服务能力已经扩展到了极限,再寻求扩展的话,就得从软件到硬件整体进行重构。

软件行业有句话:“Threads don' t scale, Processes do! ”,很明确地道出了原来Monolith服务与微服务在扩展(Scale)层面的差异。

对于Java开发者来说,早些年(当然现在也依然存在),我们遵循Java EE规范开发的Web应用,都需要以WAR包的形式部署到TOMCAT、Jetty、RESIN等Web容器中运行,即使每个WAR包提供的都是独立的微服务,但因为它们都是统一部署运行在一个Web容器中,所以扩展能力受限于Web容器作为一个进程(process)的现状。无论如何调整Web容器内部实现的线程(thread)设置,还是会受限于Web容器整体的扩展能力。所以,现在很多情况下,大家都是一个TOMCAT只部署一个WAR,然后通过复制和扩展多个TOMCAT实例来扩展整个应用服务集群。

当然,说到在TOMCAT实例中只部署一个WAR包这样的做法,实际上不单单只是因为扩展的因素,还涉及微服务运行期间给我们带来的第二个好处,即隔离性。

隔离性实际上是可扩展性的基础,当我们将每个微服务都隔离为独立的运行单元之后,任何一个或者多个微服务的失败都将只影响自己或者少量其他微服务,而不会大面积地波及整个服务运行体系。在架构设计上有一种实践模式,即隔板模式(Bulkhead Pattern),这种架构设计模式的首要目的就是为了隔离系统中的各个功能单元和实体,使得系统不会因为一个单元或者服务的失败而导致整体失败。这种思路在造船行业、兵工行业都有类似的应用场景。现在任何大型船舶在设计上都会有隔舱,目的就是即使有少量进水,也可以只将进水部位隔离在小范围,不会扩散而导致船舶大面积进水,从而沉没。当年泰坦尼克号虽然沉了,但不意味着他们没有做隔舱设计,只能说,伤害度已经远远超出隔舱可以提供的基础保障范围。在坦克的设计上,现在一般也会将弹药舱和乘员舱隔离,从而可以保障当坦克受创之后,将伤害尽量限定在指定区域,尽量减少对车乘成员的伤害。

前面我们提到,现在大家基本上弱化了Java EE的Web容器早期采用的“一个Web容器部署多个WAR包”的做法,转而使用“一个Web容器只部署一个WAR包”的做法,这实际上正是综合考虑了Web容器的设计和实现现状与真实需求之后做出的合理实践选择。这些Web容器内部大多通过类加载器(Classloader)以及线程来实现一定程度上的依赖和功能隔离,但这些机制从基因上决定了这些做法不是最好的隔离手段。而进程(Process)拥有天然的隔离特性,所以,一个WAR包只部署运行在一个Web容器进程中才是最好的隔离方式。

现在回想一下,好像自从各个微服务打响独立战争并且独立之后,无论从哪个层面来看,各自“活”得都挺好。