致传统企业朋友：不够痛就别微服务，有坑 （1）

 

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1、微服务落地是一个复杂问题，牵扯到IT架构，应用架构，组织架构多个方面

 

在多家传统行业的企业走访和落地了微服务以后，发现落地微服务是一个很是复杂的问题，甚至都不彻底是技术问题。

当时想微服务既然是改造应用，作微服务治理，相似注册，发现，熔断，限流，降级等，固然应该从应用开发组切入，通常一开始聊的会比较开心，从单体架构，到SOA，再到微服务架构，从Dubbo聊到SpringCloud，可是必然会涉及到微服务的发布和运维问题，涉及到DevOps和容器层，这些都不在开发组的控制范围内，一旦拉进运维组，对于容器的接受程度就成了一个问题，和传统物理机，虚拟机的差异，会带来什么风险等等等等，尤为是容器绝对不是轻量级的虚拟化这件事情，就不是一时半会儿能说的明白的。更况且就算说明白了，还有线上应用容器，一旦出了事情，谁背锅的问题，容器每每会致使应用层和基础设施层界限模糊，这使得背锅双方都会犹豫不决。

 

             

 

有的企业的微服务化是运维部门发起的，运维部门已经意识到了各类各样不统一的应用给运维带来的苦，也乐意接受容器的运维模式，这就涉及到容器直接的服务发现是否应该运维在容器层搞定，仍是应用应该本身搞定的问题，还涉及Dockerfile究竟是开发写仍是运维写的问题。一旦容器化的过程当中，开发不配合，运维单方面去作这个事情，是徒增烦恼却收益有限的。

下图是微服务实施的过程当中涉及到的层次，具体的描述参考文章云架构师进阶攻略

 

             

在一些相对先进的企业，会在运维组和开发组之间，有个中间件组，或者叫作架构组，来负责推进微服务化改造的事情，架构组就既须要负责劝说业务开发实施微服务化，也要劝说运维组实施容器化，若是架构组的权威性不足，推进每每也会比较困难。

因此微服务，容器，DevOps的推进，不仅仅是一个技术问题，更是一个组织问题，在推进微服务的过程当中，更加可以感受到康威定律的做用，须要更高层次技术总监或者CIO的介入，方可以推进微服务的落地。

然而到了CIO层，在不少企业又体会不到技术层面的痛点了，而更加关注业务的层面了，只要业务能赚钱，架构的痛，中间件的痛，运维的痛，高层不是很是可以感知，也就体会不到微服务，容器化的技术优点了，而微服务和容器化对于业务的优点，不少厂家在说，可以说到表面，说不到内心。

于是微服务和容器化的改造，更加容易发生在一个扁平化的组织里面，由一个可以体会到基层技术细节的痛的CIO，高瞻远瞩的推进这件事情。这也是为何微服务的落地通常率先落地在互联网公司，由于互联网公司的组织架构实在太平台，哪怕是高层，也离一线很是的近，了解一线的痛。

然而在传统行业就没有那么幸运了，层级每每会比较多，这个时候就须要技术上的痛足够痛，可以痛到影响业务，可以痛到影响收入，可以痛到被竞争对手甩在后面，才能上达天听。

咱们接下来就梳理一下，在这个过程当中的那些痛。

 

2、阶段一：单体架构群，多个开发组，统一运维组

 

 

            

2.1. 阶段一的组织状态

 

组织状态相对简单。

统一的运维组，管理物理机，物理网络，Vmware虚拟化等资源，同时部署上线由运维部负责。

开发组每一个业务都是独立的，负责写代码，不一样的业务沟通很少，开发除了作本身的系统外，还须要维护外包公司开发的系统，因为不一样的外包公司技术选型差别较大，于是处于烟囱式的架构状态。

传统烟囱式架构以下图所示

 

             

 

2.2. 阶段一的运维模式

 

在传统架构下，基础设施层每每采起物理机或者虚拟化进行部署，为了避免同的应用之间方便相互访问，多采起桥接扁平二层机房网络，也即全部的机器的IP地址都是能够相互访问的，不想互相访问的，多采用防火墙进行隔离。

不管是使用物理机，仍是虚拟化，配置是相对复杂的，不是作过多年运维的人员，难以独立的建立一台机器，并且网络规划也须要很是当心，分配给不一样业务部门的机器，网段不能冲突。全部这一切，都须要运维部门统一进行管理，通常的IT人员或者开发人员既没有专业性，也不可能给他们权限进行操做，要申请机器怎么办，走个工单，审批一下，过一段时间，机器就能建立出来。

 

2.3. 阶段一的应用架构

 

传统架构数据库层，因为外包公司独立开发，或者不一样开发部门独立开发，不一样业务使用不一样的数据库，有用Oracle的，有用SQL Server的，有用Mysql的，有用MongoDB的，各不相同。

传统架构的中间件层，每一个团队独立选型中间件：

• 文件：NFS，FTP，Ceph，S3

• 缓存：Redis Cluster，主备，Sentinel, Memcached

• 分布式框架：Spring Cloud，Dubbo，Restful or RPC不一样的部门本身选型

• 分库分表：Sharding-jdbc，Mycat

• 消息队列：RabbitMQ, Kafka

• 注册中心：Zk，Euraka，consul

传统架构的服务层，系统或者由外包公司开发，或者由独立团队开发。

传统架构前端，各自开发各自的前端。

 

2.4. 阶段一有什么问题吗？

 

其实阶段一没有任何问题，咱们甚至能找出一万个理由说明这种模式的好处。

运维部和开放部是自然分开的，谁也不想管对方，两边的老大也是评级的，本相安无事。

机房固然只能运维人员能碰，这里面有安全的问题，专业性的问题，线上系统严肃的问题。若是交给没有那么专业的开发去部署环境，一旦系统由漏洞，谁能担责任，一旦线上系统挂了，又是谁的责任，这个问题问出来，可以让任何争论鸦雀无声。

数据库不管使用Oracle, DB2，仍是SQL Server都没有问题，只要公司有足够的预算，并且性能也的确杠杠的，里面存储了大量存储过程，会使得应用开发简单不少，并且有专业的乙方帮忙运维，数据库如此关键，若是替换称为Mysql，一旦抗不出挂了，或者开源的没人维护，线上出了事情，谁来负责？

中间件，服务层，前端，所有由外包商或者乙方搞定，端到端维护，要改什么招手即来，并且每一个系统都是完整的一套，部署方便，运维方便。

其实没有任何问题，这个时候上容器或者上微服务，的确自找麻烦。

 

2.5. 什么状况下才会以为阶段一有问题？

 

固然最初的痛点应该在业务层面，当用户的需求开始变的多种多样，业务方时不时的就要上一个新功能，作一个新系统的时候，你会发现外包公司不是能彻底搞定全部的事情，他们是瀑布模型的开发，并且开发出来的系统很难变动，至少很难快速变动。

因而你开始想本身招聘一些开发，开发本身可以把控的系统，至少可以将外包公司开发的系统接管过来，这个时候，应对业务部门的需求，就会灵活的多。

可是本身开发和维护就带来了新的问题，多种多样的数据库，根本不可能招聘到如此多样的DBA，人都很是的贵，并且随着系统的增多，这些数据库的lisense也很是的贵。

多种多样的中间件，每一个团队独立选型中间件，没有统一的维护，没有统一的知识积累，没法统一保障SLA。一旦使用的消息队列，缓存，框架出了问题，整个团队没有人可以搞定这个事情，由于你们都忙于业务开发，没人有时间深刻的去研究这些中间件的背后原理，常见的问题，如何调优等等。

前端框架也有相同的问题，技术栈不一致，界面风格不一致，根本没法自动作UI测试。

当维护了多套系统以后，你会发现，这些系统各个层次都有不少的共同点，不少能力是能够复用的，不少数据是能够打通的。一样一套逻辑，这里也有，那里也有，一样类型的数据，这里一份，那里一份，可是信息是隔离的，数据模型不统一，根本没法打通。

当出现这些问题的时候，才是您考虑进入第二个阶段。

 

3、阶段二：组织服务化，架构SOA化，基础设施云化

 

             

3.1. 阶段二的组织形态

 

怎么解决上面的问题呢？

根据康威定理，组织方面就须要有必定的调整，整个公司仍是分运维组和开发组。

因为痛点是从业务层面发生的，开始调整的应该是开发组。

应该创建独立的前端组，统一前端框架，界面一致，全部人掌握统一的前端开发能力，积累前端代码，在有新的需求的时候，可以快速的进行开发。

创建中间件组，或者架构师组，这部分人不用贴近业务开发，天天的任务就是研究如何使用这些中间件，如何调优，遇到问题如何Debug，造成知识积累。若是有统一的一帮人专一中间件，就能够根据自身的状况，选择有限几个中间件集中研究，限定业务组只使用这些中间件，可保证选型的一致性，若是中间件被这个组统一维护，也能够提供可靠的SLA给业务方。

将业务开发组分出一部分来，创建中台组，将能够复用的能力和代码，交由这几个组开发出服务来，给业务组使用，这样数据模型会统一，业务开发的时候，首先先看看有哪些现成的服务可使用，不用所有从零开发，也会提升开发效率。

 

3.2. 阶段二的应用架构

 

要创建中台，变成服务为其余业务使用，就须要使用SOA架构，将能够复用的组件服务化，注册到服务的注册中心。

对于有钱的企业，可能会采购商用的ESB总线，也有使用Dubbo本身封装称为服务注册中心。

接下来就是要考虑，哪些应该拆出来？ 最后考虑的是如何拆出来？

这两个题目的答案，不一样的企业不一样，其实分为两个阶段，第一个阶段是尝试阶段，也即整个公司对于服务化拆分没有任何经验，固然不敢拿核心业务上手，每每选取一个边角的业务，先拆拆看，这个时候拆自己是重要的，实际上是为了拆而拆，拆的比较理想化，符合领域驱动设计的最好，如何拆呢？固然是弄一个两个月，核心员工你们闭门开发，进行拆分和组合，来积累经验。不少企业目前处于这个阶段。

可是其实这个阶段的拆法也只能用来积累经验，由于我们最初要拆分，是为了快速响应业务请求，而这个边角的模块，每每不是最痛的核心业务。原本业务就边角，拆不拆收益不大，并且也没办法很好的作能力复用。复用固然都想复用核心能力。

因此其实最重要的是第二个阶段，业务真正的服务化的阶段。固然要拿业务需求最多的核心业务逻辑下手，才能起到快速响应业务请求，复用能力的做用。

例如考拉最初也是一个使用Oracle，对外只有一个online业务的单体应用，而真正的拆分，就是围绕核心的下单业务逻辑进行的。

 

             

那心业务逻辑中，哪些应该拆出来呢？不少企业会问咱们，其实企业本身的开发最清楚。

这个时候常常犯的错误是，先将核心业务逻辑从单体应用中拆分出来。例如将下单逻辑造成下单服务，从online服务中拆分出来。

固然不该该这样，例如两军打仗，当炊事班的烟熏着战士了，是将中军大营搬出去，仍是讲炊事班搬出去呢？固然是炊事班了。

另一点是，可以造成复用的组件，每每不是核心业务逻辑。这个很好理解，两个不一样的业务，固然是核心业务逻辑不一样(要不就成一种业务了)，核心业务逻辑每每是组合逻辑，虽然复杂，可是每每不具有复用性，就算是下单，不一样的电商也是不同的，这家推出了什么什么豆，那家推出了什么什么券，另外一家有个什么什么活动，都是核心业务逻辑的不一样，会常常变。可以复用的，每每是用户中心，支付中心，仓储中心，库存中心等等核心业务的周边逻辑。

因此拆分，应该将这些核心业务的周边逻辑，从核心业务里面拆出来，最终Online就剩下下单的核心路径了，就能够改为下单服务了。当业务方忽然有了需求推出一个抢购活动，就能够复用刚才的周边逻辑了。抢购就成了另外一个应用的核心逻辑，其实核心逻辑是传真引线的，周边逻辑是保存数据，提供原子化接口的。

那哪些周边逻辑应该先拆出来呢？问本身的开发吧，那些战战兢兢，本身修改后生怕把核心逻辑搞挂了的组，是本身有动力从核心逻辑中拆分出来的，这个不须要技术总监和架构师去督促，他们有本身的原有动力，是一个很天然的过程。

 

             

这里的原有动力，一个是开发独立，一个是上线独立，就像考拉的online系统里面，仓库组就想本身独立出去，由于他们要对接各类各样的仓储系统，全球这么多的仓库，系统都很传统，接口不同，没新对接一个，开发的时候，都担忧把下单核心逻辑搞挂了，形成线上事故，其实仓储系统能够定义本身的重试和容灾机制，没有下单那么严重。物流组也想独立出去，由于对接的物流公司太多了，也要常常上线，也不想把下单搞挂。

您也能够梳理一下贵公司的业务逻辑，也会有自行愿意拆分的业务，造成中台服务。

当周边的逻辑拆分以后，一些核心的逻辑，互相怕影响，也能够拆分出去，例以下单和支付，支付对接多个支付方的时候，也不想影响下单，也能够独立出去。

而后咱们再看，如何拆分的问题？

关于拆分的前提，时机，方法，规范等，参考文章微服务化之服务拆分与服务发现

 

 

             

 

首先要作的，就是原有工程代码的标准化，咱们常称为“任何人接手任何一个模块都能看到熟悉的面孔”

例如打开一个java工程，应该有如下的package：

• API接口包：全部的接口定义都在这里，对于内部的调用，也要实现接口，这样一旦要拆分出去，对于本地的接口调用，就能够变为远程的接口调用

• 访问外部服务包：若是这个进程要访问其余进程，对于外部访问的封装都在这里，对于单元测试来说，对于这部分的Mock，可使得不用依赖第三方，就能进行功能测试。对于服务拆分，调用其余的服务，也是在这里。

• 数据库DTO：若是要访问数据库，在这里定义原子的数据结构

• 访问数据库包：访问数据库的逻辑所有在这个包里面

• 服务与商务逻辑：这里实现主要的商业逻辑，拆分也是从这里拆分出来。

• 外部服务：对外提供服务的逻辑在这里，对于接口的提供方，要实如今这里。

另外是测试文件夹，每一个类都应该有单元测试，要审核单元测试覆盖率，模块内部应该经过Mock的方法实现集成测试。

接下来是配置文件夹，配置profile，配置分为几类：

• 内部配置项(启动后不变，改变须要重启)

• 集中配置项(配置中心，可动态下发)

• 外部配置项(外部依赖，和环境相关)

当一个工程的结构很是标准化以后，接下来在原有服务中，先独立功能模块 ，规范输入输出，造成服务内部的分离。在分离出新的进程以前，先分离出新的jar，只要可以分离出新的jar，基本也就实现了松耦合。

接下来，应该新建工程，新启动一个进程，尽早的注册到注册中心，开始提供服务，这个时候，新的工程中的代码逻辑能够先没有，只是转调用原来的进程接口。

为何要越早独立越好呢？哪怕还没实现逻辑先独立呢？由于服务拆分的过程是渐进的，伴随着新功能的开发，新需求的引入，这个时候，对于原来的接口，也会有新的需求进行修改，若是你想把业务逻辑独立出来，独立了一半，新需求来了，改旧的，改新的都不合适，新的还没独立提供服务，旧的若是改了，会形成从旧工程迁移到新工程，边迁移边改变，合并更加困难。若是尽早独立，全部的新需求都进入新的工程，全部调用方更新的时候，都改成调用新的进程，对于老进程的调用会愈来愈少，最终新进程将老进程所有代理。

接下来就能够将老工程中的逻辑逐渐迁移到新工程，因为代码迁移不能保证逻辑的彻底正确，于是须要持续集成，灰度发布，微服务框架可以在新老接口之间切换。

最终当新工程稳定运行，而且在调用监控中，已经没有对于老工程的调用的时候，就能够将老工程下线了。

 

3.3. 阶段二的运维模式

 

通过业务层的的服务化，也对运维组形成了压力。

应用逐渐拆分，服务数量增多。

在服务拆分的最佳实践中，有一条就是，拆分过程须要进行持续集成，保证功能一致。

 

             

而持续集成的流程，每每须要频繁的部署测试环境。

随着服务的拆分，不一样的业务开发组会接到不一样的需求，并行开发功能增多，发布频繁，会形成测试环境，生产环境更加频繁的部署。

而频繁的部署，就须要频繁建立和删除虚拟机。

若是仍是采用上面审批的模式，运维部就会成为瓶颈，要不就是影响开发进度，要不就是被各类部署累死。

这就须要进行运维模式的改变，也即基础设施层云化。

虚拟化到云化有什么不同呢？

首先要有良好的租户管理，从运维集中管理到租户自助使用模式的转换。

 

             

也即人工建立，人工调度，人工配置的集中管理模式已经成为瓶颈，应该变为租户自助的管理，机器自动的调度，自动的配置。

其次，要实现基于Quota和QoS的资源控制。

也即对于租户建立的资源的控制，不用精细化到运维手动管理一切，只要给这个客户分配了租户，分配了Quota，设置了Qos，租户就能够在运维限定的范围内，自由随意的建立，使用，删除虚拟机，无需通知运维，这样迭代速度就会加快。

 

再次，要实现基于虚拟网络，VPC，SDN的网络规划。

 

             

 

             

原来的网络使用的都是物理网络，问题在于物理网络是全部部门共享的，没办法交给一个业务部门自由的配置和使用。于是要有VPC虚拟网络的概念，每一个租户能够随意配置本身的子网，路由表，和外网的链接等，不一样的租户的网段能够冲突，互不影响，租户能够根据本身的须要，随意的在界面上，用软件的方式作网络规划。

除了基础设施云化以外，运维部门还应该将应用的部署自动化。

 

             

由于若是云计算无论应用，一旦出现扩容，或者自动部署的需求，云平台建立出来的虚拟机仍是空的，须要运维手动上去部署，根本忙不过来。于是云平台，也必定要管理应用。

云计算如何管理应用呢？咱们将应用分红两种，一种称为通用的应用，通常指一些复杂性比较高，但你们都在用的，例如数据库。几乎全部的应用都会用数据库，但数据库软件是标准的，虽然安装和维护比较复杂，但不管谁安装都是同样。这样的应用能够变成标准的PaaS层的应用放在云平台的界面上。当用户须要一个数据库时，一点就出来了，用户就能够直接用了。

 

             

 

因此对于运维模式的第二个改变是，通用软件PaaS化。

前面说过了，在开发部门有中间件组负责这些通用的应用，运维也自动部署这些应用，两个组的界限是什么样的呢？

通常的实践方式是，云平台的PaaS负责建立的中间件的稳定，保证SLA，当出现问题的时候，会自动修复。

而开发部门的中间件组，主要研究如何正确的使用这些PaaS，配置什么样的参数，使用的正确姿式等等，这个和业务相关。

             

 

除了通用的应用，还有个性化的应用，应该经过脚本进行部署，例如工具Puppet, Chef, Ansible, SaltStack等。

这里有一个实践是，不建议使用裸机部署，由于这样部署很是的慢，推荐基于虚拟机镜像的自动部署。在云平台上，任何虚拟机的建立都是基于镜像的，咱们能够在镜像里面，将要部署的环境大部分部署好，只须要作少许的定制化，这些由部署工具完成。

 

             

 

下图是OpenStack基于Heat的虚拟机编排，除了调用OpenStack API基于镜像建立虚拟机以外，还要调用SaltStack的master，将定制化的指令下发给虚拟机里面的agent。

 

             

基于虚拟机镜像和脚本下发，能够构建自动化部署平台NDP

 

             

这样能够基于虚拟机镜像，作完整的应用的部署和上线，称为编排。基于编排，就能够进行很好的持续集成，例如天天晚上，自动部署一套环境，进行回归测试，从而保证修改的正确性。

 

             

 

进行完第二阶段以后，整个状态如上图所示。

这里运维部门的职能有了必定的改变，除了最基本的资源建立，还要提供自助的操做平台，PaaS化的中间件，基于镜像和脚本的自动部署。

开发部门的职能也有了必定的改变，拆分称为前端组，业务开发组，中台组，中间件组，其中中间件组合运维部门的联系最紧密。

 

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