微服务,为什么从前后端分离开始?,练就哪些技能才胜任架构师?,如何从开发岗转型做架构师?

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Java8 新特性(二)- Stream

既要低头赶路,又要抬头望天,科技是为人服务的,任何技术背后都有更深层次的考量,在本系列的第一篇文章中我们聊了微服务的本质,它是一种可以加速分工、促进合作的新协作机制。知其然,知其所以然,在第二篇文章中我们剖析了微服务为什么可以加速分工、促进合作,今天我们再接着来聊聊怎样开启微服务架构之旅。

1. 从前后端分离开启微服务改造

现在我们对微服务有了更深入的了解,也准备在构建新系统时采用这套新架构了,但它还是有些复杂度的,包括服务注册中心、统一配置中心、微服务网关、接入层网关、服务治理中心、调用链路追踪、分布式事务和分布式调度等众多组件。一口吃成胖子仅仅是一个美好的愿望,从单体式架构直接升级至全微服务架构,需要掌握这套全新的技术栈,对于缺乏前期铺垫的团队来说,学习曲线还是比较陡的,真正遇到的挑战往往超出想象的。

心理学对此有专门的研究,我们探索陌生世界的动力源于兴趣,而兴趣就是好奇心和正向反馈。如果我们刚开始就把目标设定的太高太远,在坚持努力了一段时间之后,还无法达成目标的话,那我们就接收不到正向反馈。久而久之,好奇心就会消磨殆尽,兴趣也就随之消失了。最靠谱的方式就是段带式进阶,将一个非常宏大的目标拆解成多个阶段性目标。在当前能力水平下,最近的阶段性目标只需要我们稍作努力跳跳脚就可以完成的,这样我们就能持续地收获小糖豆,从而激发更大好奇心和更强的战斗力,一步一台阶地顺利抵达最初设定的大目标。

因此,我推荐从难度较小的前后端分离来启动微服务化改造。那为什么前后端分离适合作为切入点呢?这源于对大量用户案例的分析和总结,接下来我们一起看看这当中蕴含的逻辑。通常,我们可以按照下面三种规则将单体式拆解成微服务:

  • 按业务类型分,每个组件负责不同的业务,彼此之间松耦合。
  • 按技术类型分,某些特性只能采用特定的语言或框架来实现。
  • 按地域边界分,研发团队分布在不同地方,受沟通成本限制。

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按照上述规则看,前后端是否适合拆成两个组件呢?从整体感觉看,前端就像要接待客户的岗位,必须把自己收拾的干干净净,给客户留下好印象,而后端就像后援岗位的程序员,日常主要跟机器打交道,怎么舒服怎么穿。从功能定位看,前端担负人机交互,关注业务流程,后端负责算法数据,关注运算逻辑。从质量属性看,前端看重易用性、美观度等,后端看重扩展性、可用性和性能等。从资源需求看,前端主要消耗内存和带宽,后端主要消耗CPU。从迭代频次看,前端需要不断试错,变化要远高于后端。从技能要求看,前端主攻HTML/CSS/JS等,研究怎样跟人交互更高效顺畅,后端主攻高级编程语言等,研究怎样跟机器打交道更高效稳定。

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按上述分析看,前后端是非常适合拆开的。在云计算时代到来之前,即移动互联网时代,为了跨终端,前后端分离就已经开始流行了,应该说有比较成熟的用户基础了。同时,从前后端分离架构的逻辑、过程等视图看,这套方案相对简单,容易上手,非常适合作为微服务化改造的第一步。在此方案中,我们只需要引入接入层网关和开发框架(SpringBoot),前者用于承载前端组件,后者降低开发难度。接入层网关,通常以Nginx、OpenRestry、Kong等开源中间件为基础扩展,支持从服务治理平台接收控制指令,实现前端热发布和页面级灰度。另外,利用中间件本身的插件机制来实现业务需求定制。

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除了闹过腥风血雨的fastjson,你还知道哪些Java解析JSON的利器?

  • 前端组件可以采用React、Vue等框架开发,发布时将HTML/CSS/JS等静态资源打成ZIP包。
  • 后端组件将服务封装成HTTP RESTful API,发布时打成特定的压缩包,例如:FatJAR、WAR等。
  • 前端以AJAX方式调用后端服务,报文采用JSON格式编码。
  • 接入层网关会对客户端(浏览器)的请求做路由转发,静态资源请求在本地处理,动态服务请求转给后端。

2. 分步骤演进至全微服务架构

俗话说万事开头难,将前后端分离作为切入点,我们可以轻松地开启微服务化改造之旅。接下来,我们如何一步步趋近至全微服务架构呢?以JAVA领域为例,如下图所示,典型的微服务架构主要包含下列组件:

  • 接入层网关,负责将流量落地并对其进行安全检测,然后分流静态和动态请求。另外,前端组件的静态资源会部署在它里面。常见的开源产品有:Nginx、OpenRestry、Kong等。
  • 应用开发框架,用于搭建应用的骨架,例如:Spring Boot。历经十五年左右的发展,Spring已经进化至5.x版本,在功能越来越强大的同时也变得越来越复杂,Spring Boot以“习惯优于配置”的理念对Spring做了封装简化,这样新用户就不需要硬磕十几年的技术沉淀,降低使用门槛高更容易上手。
  • 微服务网关,负责将请求路由至后端的微服务,客户端不用关心后台具体由哪些微服务构成。另外,它还可以帮后端实现一些通用的横切面功能,例如:身份认证、操作鉴权、请求校验、安全检测、灰度发布、流量管控等。常见的开源产品有:Netflix Zuul、Spring Cloud Gateway等。
  • 服务注册中心,负责汇聚后端微服务的实例地址、状态等信息,以便微服务网关或消费方查询服务信息。有了它的协助,微服务就可以越拆越小,弹性伸缩也可以变得自动化。常见的开源产品有:Eureka、Nacos、Consul等。
  • 统一配置中心,负责管理每个微服务在不同环境、集群中的动态配置,配置更新后可以实时地推送至对应微服务实例上,并及时生效。它可以简化大规模分布式系统配置的管理维护。常见的开源产品有:Spring Cloud Config、Appollo等。

微服务,为什么从前后端分离开始?,练就哪些技能才胜任架构师?,如何从开发岗转型做架构师?

通常,每个微服务都存在身份认证、操作鉴权、请求校验、安全检测、灰度发布、流量管控等需求,这些属于横切面或通用功能,非常适合在微服务网关上实现,这样就不需要每个微服务重复实现上述功能了。像Netflix Zuul、Spring Cloud Gateway等开源中间件,它们都支持过滤器Filter模式,我们可以基于此来扩展定制各种横切面或通用功能,让后端组件专注于业务,通过架构升级进一步细化分工和加强合作。

在前后端分离的基础上,我们不断迭代、试错和演进,逐步找到了用户欢迎的业务形态,用户量开始不断增长。接着,我们就会进一步丰富业务,这时候后端组件也需要拆解成多个微服务组件了。为了支持后端多个微服务组件,我们就需要引进服务注册中心,支持服务的动态注册与发现。在统一配置中心、服务治理平台、调用链路追踪、日志监控等辅助系统协助之下,整个系统就演进至较完整的微服务架构了。至此,我们就可以实现服务治理、灰度发布等高级特性了。再往后我们就需要根据业务类型来决定是否引入分布式事务、分布式调度等解决方案了。

微服务,为什么从前后端分离开始?,练就哪些技能才胜任架构师?,如何从开发岗转型做架构师?

微服务倡导专业分工,每个组件都专注于各自的业务领域;微服务倡导精益创业,通过最小化可行产品(MVP)不断验证市场;微服务倡导敏捷迭代,通过灰度发布在线滚动升级系统。同样,我们在引进微服务架构时也建议遵循上述原则,从实际需求出发,逐步演进至全套微服务架构,没有必要一次性采用全部套件。为了降低采用新技术栈时的风险,我们可以从边缘系统开始微服务改造,等团队对新技术掌握的更好之后再开始改造核心系统。

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