摘要：隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,規(guī)模擴(kuò)大，服務(wù)越來越多，需要協(xié)調(diào)線上運(yùn)行的各個(gè)服務(wù)，保障服務(wù)的SLA;基于服務(wù)調(diào)用的性能KPI數(shù)據(jù)進(jìn)行容量管理，合理分配各服務(wù)的資源占用;對(duì)故障業(yè)務(wù)做服務(wù)降級(jí)、流量控制、流量遷移等快速恢復(fù)業(yè)務(wù)。怎樣的服務(wù)治理框架能滿足需求？

李林鋒，資深架構(gòu)專家，超過10年Java NIO通信框架、平臺(tái)中間件架構(gòu)設(shè)計(jì)和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開源框架Netty中國推廣者。精通Netty、Mina、RPC框架、企業(yè)ESB總線、分布式服務(wù)框架、云計(jì)算等技術(shù)，《Netty權(quán)威指南》、《分布式服務(wù)框架原理與實(shí)踐》作者，公司總裁技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)獲得者

我今天分享的主題是《微服務(wù)治理的技術(shù)演進(jìn)和架構(gòu)實(shí)踐》

本次分享，將分為三個(gè)部分。

為什么需要服務(wù)治理

服務(wù)治理的技術(shù)演進(jìn)歷程

云端微服務(wù)治理框架設(shè)計(jì)

1

? ?

為什么需要服務(wù)治理？

1.1

? ?

第一、業(yè)務(wù)需求

隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，服務(wù)越來越多，如何協(xié)調(diào)線上運(yùn)行的各個(gè)服務(wù)，保障服務(wù)的 SLA，對(duì)服務(wù)架構(gòu)和運(yùn)維人員是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，小服務(wù)資源浪費(fèi)等問題逐漸顯現(xiàn)，需要能夠基于服務(wù)調(diào)用的性能 KPI 數(shù)據(jù)進(jìn)行容量管理，合理分配各個(gè)服務(wù)的資源占用，提高機(jī)器的利用率。線上業(yè)務(wù)發(fā)生故障時(shí)，需要對(duì)故障業(yè)務(wù)做服務(wù)降級(jí)、流量控制、流量遷移等，快速恢復(fù)業(yè)務(wù)。

著開發(fā)團(tuán)隊(duì)的不斷擴(kuò)大，服務(wù)的上線越來越隨意，甚至發(fā)生功能相同、服務(wù)名不同的服務(wù)同時(shí)上線。上線容易下線難，為了規(guī)范服務(wù)的上線和下線，在服務(wù)發(fā)布前，需要走服務(wù)預(yù)發(fā)布流程，由架構(gòu)師或者項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)需要上線的服務(wù)做發(fā)布審核，審核通過的才能夠上線。為了滿足服務(wù)線下管控、保障線上高效運(yùn)行，需要有一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)治理框架對(duì)服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一、有效管控，保障服務(wù)的高效、健康運(yùn)行。

1.2

? ?

第二、技術(shù)需求

大部分服務(wù)化框架的服務(wù)屬性通過 XML 配置或者 Java 注解的方式進(jìn)行定義，以服務(wù)端流量控制為例：

服務(wù)發(fā)布的 XML 文件通常會(huì)打包到服務(wù)提供者的 jar 包中，部署在 Java Web 或者 Java Container 容器中，存儲(chǔ)在服務(wù)端的本地磁盤中。

無論采用注解還是 XML 配置的方式，如果需要在運(yùn)行態(tài)動(dòng)態(tài)修改服務(wù)提供者的流控閾值，都需要在本地修改配置或者修改源碼，重新打包部署并升級(jí)應(yīng)用。無法實(shí)現(xiàn)在線、配置化的修改和動(dòng)態(tài)生效。由于諸如流控閾值、服務(wù)的超時(shí)時(shí)間等無法預(yù)測(cè)出最優(yōu)值，需要修改之后上線驗(yàn)證，根據(jù)服務(wù)運(yùn)行效果決定是否再做調(diào)整，因此經(jīng)常需要反復(fù)調(diào)整，采用修改源碼-重新打包部署-應(yīng)用升級(jí)的方式進(jìn)行服務(wù)治理，效率低下。因此，在技術(shù)上需要一個(gè)服務(wù)治理框架，提供 Web Portal，微服務(wù)運(yùn)維或者治理人員通過在線配置化的方式修改服務(wù)提供者或者消費(fèi)者的屬性，可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)生效。

2

? ?

服務(wù)治理的技術(shù)演進(jìn)歷程

第一代服務(wù)治理 SOA Governance: 以 IBM 為首的 SOA 解決方案提供商推出的針對(duì)企業(yè) IT 系統(tǒng)的服務(wù)治理框架，它主要聚焦在對(duì)企業(yè) IT 系統(tǒng)中異構(gòu)服務(wù)的質(zhì)量管理、服務(wù)發(fā)布審批流程管理和服務(wù)建模、開發(fā)、測(cè)試以及運(yùn)行的全生命周期管理。

第二代以分布式服務(wù)框架為中心的服務(wù)治理：隨著電商和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，基于電商平臺(tái)的統(tǒng)一分布式服務(wù)框架的全新服務(wù)治理理念誕生，它聚焦于對(duì)內(nèi)部同構(gòu)服務(wù)的線上治理，保障線上服務(wù)的運(yùn)行質(zhì)量。相比于傳統(tǒng) IT 架構(gòu)的服務(wù)治理，由于服務(wù)的開發(fā)模式、部署規(guī)模、組網(wǎng)類型、業(yè)務(wù)特點(diǎn)等差異巨大，因此服務(wù)治理的重點(diǎn)也從線下轉(zhuǎn)移到了線上服務(wù)質(zhì)量保障。

第三代以云化為核心的云端微服務(wù)治理架構(gòu)：2013 年至今，隨著云計(jì)算和微服務(wù)架構(gòu)的發(fā)展，以 AWS 為首的基于微服務(wù)架構(gòu) 云服務(wù)化的云端服務(wù)治理體系誕生，它的核心理念是服務(wù)微自治，利用云調(diào)度的彈性和敏捷，逐漸消除人工治理。微服務(wù)架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)一定程度的自治，例如服務(wù)獨(dú)立打包、獨(dú)立部署、獨(dú)立升級(jí)和獨(dú)立擴(kuò)容。通過云計(jì)算的彈性伸縮、單點(diǎn)故障遷移、服務(wù)健康度管理和自動(dòng)容量規(guī)劃等措施，結(jié)合微服務(wù)治理，逐步實(shí)現(xiàn)微服務(wù)的自治。

2.1

? ?

第一代 SOA Governance 服務(wù)治理

第一代 SOA Service GovernanceSOA Governance 的定位：面向企業(yè) IT 系統(tǒng)異構(gòu)服務(wù)的治理和服務(wù)生命周期管理，它治理的服務(wù)通常是 SOA 服務(wù)。傳統(tǒng)的 SOA Governance 包含四部分內(nèi)容：

服務(wù)建模：驗(yàn)證功能需求與業(yè)務(wù)需求，發(fā)現(xiàn)和評(píng)估當(dāng)前服務(wù)，服務(wù)建模和性能需求，開發(fā)治理規(guī)劃。

服務(wù)組裝：創(chuàng)建服務(wù)更新計(jì)劃，創(chuàng)建和修改服務(wù)以滿足所有業(yè)務(wù)需求，根據(jù)治理策略評(píng)估服務(wù)，批準(zhǔn)組裝完成。

服務(wù)部署：確保服務(wù)的質(zhì)量，措施包括功能測(cè)試、性能測(cè)試和滿足度測(cè)試，批準(zhǔn)服務(wù)部署。4.服務(wù)管理：在整個(gè)生命周期內(nèi)管理和監(jiān)控服務(wù)，跟蹤服務(wù)注冊(cè)表中的服務(wù)，根據(jù)服務(wù)質(zhì)量等級(jí)協(xié)議（SLA）上報(bào)服務(wù)的性能 KPI 數(shù)據(jù)進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量管理。

SOA Governance 工作原理圖如下所示：

傳統(tǒng) SOA Governance 的主要缺點(diǎn)如下：

分布式服務(wù)框架的發(fā)展，內(nèi)部服務(wù)框架需要統(tǒng)一，服務(wù)治理也需要適應(yīng)新的架構(gòu)，能夠由表及里，對(duì)服務(wù)進(jìn)行細(xì)粒度的管控。

微服務(wù)架構(gòu)的發(fā)展和業(yè)務(wù)規(guī)模的擴(kuò)大，導(dǎo)致服務(wù)規(guī)模量變引起質(zhì)變，服務(wù)治理的特點(diǎn)和難點(diǎn)也隨之發(fā)生變化。

缺少服務(wù)運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)治理能力，面對(duì)突發(fā)的流量高峰和業(yè)務(wù)沖擊，傳統(tǒng)的服務(wù)治理在響應(yīng)速度、故障快速恢復(fù)等方面存在不足，無法更敏捷應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)需求。

2.2

? ?

第二代分布式服務(wù)框架服務(wù)治理

分布式服務(wù)框架的服務(wù)治理定位：面向互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的服務(wù)治理，聚焦在對(duì)內(nèi)部采用統(tǒng)一服務(wù)框架服務(wù)化的業(yè)務(wù)運(yùn)行態(tài)、細(xì)粒度的敏捷治理體系。

治理的對(duì)象：基于統(tǒng)一分布式服務(wù)框架開發(fā)的業(yè)務(wù)服務(wù)，與協(xié)議本身無關(guān)，治理的可以是 SOA 服務(wù)，也可以是基于內(nèi)部服務(wù)框架私有協(xié)議開發(fā)的各種服務(wù)。

治理策略：針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，例如突發(fā)的流量高峰、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、機(jī)房故障等，重點(diǎn)針對(duì)大規(guī)模跨機(jī)房的海量服務(wù)進(jìn)行運(yùn)行態(tài)治理，保障線上服務(wù)的高 SLA，滿足用戶的體驗(yàn)。常用的治理策略包括服務(wù)的限流降級(jí)、服務(wù)遷入遷出、服務(wù)動(dòng)態(tài)路由和灰度發(fā)布等。

分布式服務(wù)框架典型的服務(wù)治理體系如下所示：

2.3

? ?

第三代云端微服務(wù)治理

隨著云計(jì)算的發(fā)展，DevOps 逐漸流行起來，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)化（IaaS）為大規(guī)模、批量流水線式軟件交付提供了便利，AWS 做為全球最大的云計(jì)算解決方案提供商，在微服務(wù)云化開發(fā)和治理方面積累了非常多的經(jīng)驗(yàn)，具體總結(jié)如下

全公司統(tǒng)一服務(wù)化開發(fā)環(huán)境，統(tǒng)一簡(jiǎn)單化服務(wù)框架（Coral Service）,統(tǒng)一運(yùn)行平臺(tái)，快速高效服務(wù)開發(fā)；

所有后端應(yīng)用服務(wù)化，系統(tǒng)由多項(xiàng)服務(wù)化組件構(gòu)成。

服務(wù)共享、原子化、重用。

服務(wù)由小研發(fā)團(tuán)隊(duì)（2 Pizza Team）負(fù)責(zé)服務(wù)開發(fā)、測(cè)試、部署和治理，運(yùn)維整個(gè)生命周期支撐。

高度自動(dòng)化和 DevOps 支持，一鍵式服務(wù)部署和回退。

超大規(guī)模支持：后臺(tái)幾十萬個(gè)服務(wù)，成千上萬開發(fā)者同時(shí)使用，平均每秒鐘有 1-2 個(gè)服務(wù)部署。

嘗試基于 Docker 容器部署微服務(wù)。

服務(wù)治理是核心：服務(wù)性能 KPI 統(tǒng)計(jì)、告警、服務(wù)健康度管理、靈活的彈性伸縮策略、故障自動(dòng)遷移、服務(wù)限流和服務(wù)降級(jí)等多種治理手段，保障服務(wù)高質(zhì)量運(yùn)行。

3

? ?

云端微服務(wù)治理架構(gòu)設(shè)計(jì)

云端微服務(wù)治理架構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)如下：

防止業(yè)務(wù)服務(wù)架構(gòu)腐化：通過服務(wù)注冊(cè)中心對(duì)服務(wù)強(qiáng)弱依賴進(jìn)行分析，結(jié)合運(yùn)行時(shí)服務(wù)調(diào)用鏈關(guān)系分析，梳理不合理的依賴和調(diào)用路徑，優(yōu)化服務(wù)化架構(gòu)，防止代碼腐化。

快速故障定界定位：通過 Flume 等分布式日志采集框架，實(shí)時(shí)收集服務(wù)調(diào)用鏈日志、服務(wù)性能 KPI 數(shù)據(jù)、服務(wù)接口日志、運(yùn)行日志等，實(shí)時(shí)匯總和在線分析，集中存儲(chǔ)和展示，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)分析和在線條件檢索，方便運(yùn)維人員、研發(fā)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)故障診斷。

服務(wù)微管控：細(xì)粒度的運(yùn)行期服務(wù)治理，包括限流降級(jí)、服務(wù)遷入遷出、服務(wù)超時(shí)控制、智能路由、統(tǒng)一配置、優(yōu)先級(jí)調(diào)度和流量遷移等，提供方法級(jí)治理和動(dòng)態(tài)生效功能，通過一系列細(xì)粒度的治理策略，在故障發(fā)生時(shí)可以多管齊下，在線調(diào)整，快速恢復(fù)業(yè)務(wù)。

服務(wù)生命周期管理：包括服務(wù)的上線審批、下線通知，服務(wù)的在線升級(jí)，以及線上和線下服務(wù)文檔庫的建設(shè)。靈活的資源調(diào)度：基于 Docker 容器，可以實(shí)現(xiàn)微服務(wù)的獨(dú)立部署和細(xì)粒度的資源隔離。基于云端的彈性伸縮，可以實(shí)現(xiàn)微服務(wù)級(jí)別的按需伸縮和故障隔離。

云端微服務(wù)治理架構(gòu)設(shè)計(jì)云端微服務(wù)治理從架構(gòu)上可以分為三層：

• 第一層：微服務(wù)治理展示層，它的實(shí)現(xiàn)為微服務(wù)治理 Portal，主要面向系統(tǒng)運(yùn)維人員或者治理人員，提供在線、配置化的治理界面。

• 第二層：微服務(wù)治理 SDK，向服務(wù)治理提供治理元數(shù)據(jù)、治理接口、以及客戶端的治理類庫。

• 第三層：微服務(wù)治理服務(wù)實(shí)現(xiàn)層，微服務(wù)治理服務(wù)，通過服務(wù)注冊(cè)中心，刷新服務(wù)治理屬性，同時(shí)通知服務(wù)提供者和消費(fèi)者集群各節(jié)點(diǎn)刷新內(nèi)存，使服務(wù)治理 Portal 下發(fā)的服務(wù)治理策略動(dòng)態(tài)生效。

3.1

? ?

微服務(wù)治理 Portal

微服務(wù)治理 Portal 是微服務(wù)治理的門戶，它提供服務(wù)治理操作界面，供系統(tǒng)運(yùn)維人員或者測(cè)試人員對(duì)線上運(yùn)行的微服務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)治理，以保障服務(wù)的 SLA。

Portal 框架可以基于 AngularJS 等 Web 框架進(jìn)行開發(fā)，它的門戶界面如下所示：可以支持同時(shí)配置多個(gè)服務(wù)注冊(cè)中心集群，對(duì)不同的微服務(wù)集群進(jìn)行治理。

選擇某個(gè)微服務(wù)集群之后，就可以對(duì)該集群的微服務(wù)進(jìn)行治理，界面示例如下：

點(diǎn)擊查看，可以查看微服務(wù)的狀態(tài)，以及各種性能指標(biāo)。點(diǎn)擊治理，彈出選擇菜單，可以對(duì)選擇的微服務(wù)進(jìn)行相關(guān)的治理操作。

3.2

? ?

微服務(wù)治理 SDK

服務(wù)治理 SDK 層，它主要由如下幾部分組成：

服務(wù)治理元數(shù)據(jù)：服務(wù)治理元數(shù)據(jù)主要包括服務(wù)治理實(shí)體對(duì)象，包括服務(wù)模型、應(yīng)用模型、治理組織模型、用戶權(quán)限模型、數(shù)據(jù)展示模型等。元數(shù)據(jù)模型通過 Data Mapper 和模型擴(kuò)展，向上層界面屏蔽底層服務(wù)框架的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)展示層和服務(wù)框架的解耦，元數(shù)據(jù)也可以用于展示界面的定制擴(kuò)展；

服務(wù)治理接口：服務(wù)治理 Portal 調(diào)用服務(wù)治理接口，實(shí)現(xiàn)服務(wù)治理。例如服務(wù)降級(jí)接口、服務(wù)流控接口、服務(wù)路由權(quán)重調(diào)整接口、服務(wù)遷移接口等。服務(wù)接口與具體的協(xié)議無關(guān)，它通常基于分布式服務(wù)框架自身實(shí)現(xiàn)，可以是 Restful 接口，也可以是內(nèi)部的私有協(xié)議；

服務(wù)治理客戶端類庫：由于服務(wù)治理服務(wù)本身通常也是基于分布式服務(wù)框架開發(fā)，因此服務(wù)治理 Portal 需要集成分布式服務(wù)框架的客戶端類庫，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和調(diào)用；

調(diào)用示例：客戶端 SDK 需要提供服務(wù)治理接口的參數(shù)說明、注意事項(xiàng)以及給出常用的調(diào)用示例，方便前端開發(fā)人員使用；

集成開發(fā)指南：服務(wù)治理 SDK 需要提供集成開發(fā)指南，指導(dǎo)使用者如何在開發(fā)環(huán)境中搭建、集成和使用服務(wù)治理 SDK。

3.3

? ?

線上服務(wù)治理

線上服務(wù)治理包含多種策略，例如：流量控制、服務(wù)降級(jí)、優(yōu)先級(jí)調(diào)度等。微服務(wù)啟動(dòng)的時(shí)候，將 XML 或者注解的服務(wù)提供者或者消費(fèi)者屬性注冊(cè)到服務(wù)注冊(cè)中心，由運(yùn)維人員通過服務(wù)治理 Portal 進(jìn)行在線修改，注冊(cè)中心通知服務(wù)提供者和消費(fèi)者刷新內(nèi)存，動(dòng)態(tài)生效。

下面就這幾種典型的治理策略進(jìn)行說明。

第一、流量控制

當(dāng)資源成為瓶頸時(shí)，服務(wù)框架需要對(duì)消費(fèi)者做限流，啟動(dòng)流控保護(hù)機(jī)制。流量控制有多種策略，比較常用的有：針對(duì)訪問速率的靜態(tài)流控、針對(duì)資源占用的動(dòng)態(tài)流控、針對(duì)消費(fèi)者并發(fā)連接數(shù)的連接控制和針對(duì)并行訪問數(shù)的并發(fā)控制。

靜態(tài)流控：主要針對(duì)客戶端訪問速率進(jìn)行控制，它通常根據(jù)服務(wù)質(zhì)量等級(jí)協(xié)定（SLA）中約定的 QPS 做全局流量控制，例如訂單服務(wù)的靜態(tài)流控閾值為 100 QPS，則無論集群有多少個(gè)訂單服務(wù)實(shí)例，它們總的處理速率之和不能超過 100 QPS。

動(dòng)態(tài)流控：它的最終目標(biāo)是為了保命，并不是對(duì)流量或者訪問速度做精確控制。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載壓力非常大時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入過負(fù)載狀態(tài)，可能是 CPU、內(nèi)存資源已經(jīng)過載，也可能是應(yīng)用進(jìn)程內(nèi)部的資源幾乎耗盡，如果繼續(xù)全量處理業(yè)務(wù)，可能會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的 Full GC、消息嚴(yán)重積壓或者應(yīng)用進(jìn)程宕機(jī)，最終將壓力轉(zhuǎn)移到集群其它節(jié)點(diǎn)，引起級(jí)聯(lián)故障。觸發(fā)動(dòng)態(tài)流控的因子是資源，資源又分為系統(tǒng)資源和應(yīng)用資源兩大類，根據(jù)不同的資源負(fù)載情況，動(dòng)態(tài)流控又分為多個(gè)級(jí)別，每個(gè)級(jí)別流控系數(shù)都不同，也就是被拒絕掉的消息比例不同。每個(gè)級(jí)別都有相應(yīng)的流控閾值，這個(gè)閾值通常支持在線動(dòng)態(tài)調(diào)整。

并發(fā)控制：針對(duì)線程的并發(fā)執(zhí)行數(shù)進(jìn)行控制，它的本質(zhì)是限制對(duì)某個(gè)服務(wù)或者服務(wù)的方法過度消費(fèi)，耗用過多的資源而影響其它服務(wù)的正常運(yùn)行。并發(fā)控制有兩種形式：針對(duì)服務(wù)提供者的全局控制和針對(duì)服務(wù)消費(fèi)者的局部控制。

連接控制：通常分布式服務(wù)框架服務(wù)提供者和消費(fèi)者之間采用長(zhǎng)連接私有協(xié)議，為了防止因?yàn)橄M(fèi)者連接數(shù)過多導(dǎo)致服務(wù)端負(fù)載壓力過大，系統(tǒng)需要支持針對(duì)連接數(shù)進(jìn)行流控。

第二、服務(wù)降級(jí)

大促或者業(yè)務(wù)高峰時(shí)，為了保證核心服務(wù)的 SLA，往往需要停掉一些不太重要的業(yè)務(wù)，例如商品評(píng)論、論壇或者粉絲積分等。

另外一種場(chǎng)景就是某些服務(wù)因?yàn)槟撤N原因不可用，但是流程不能直接失敗，需要本地 Mock 服務(wù)端實(shí)現(xiàn)，做流程放通。以圖書閱讀為例，如果用戶登錄余額鑒權(quán)服務(wù)不能正常工作，需要做業(yè)務(wù)放通，記錄消費(fèi)話單，允許用戶繼續(xù)閱讀，而不是返回失敗。

通過服務(wù)治理的服務(wù)降級(jí)功能，即可以滿足上述兩種場(chǎng)景的需求。服務(wù)降級(jí)主要包括屏蔽降級(jí)和容錯(cuò)降級(jí)兩種策略：

• 屏蔽降級(jí)：當(dāng)外界的觸發(fā)條件達(dá)到某個(gè)臨界值時(shí)，由運(yùn)維人員/開發(fā)人員決策，對(duì)某類或者某個(gè)服務(wù)進(jìn)行強(qiáng)制降級(jí)。

它的處理流程如下所示：

第 1 步：運(yùn)維人員以管理員身份登錄服務(wù)治理控制臺(tái)，管理員具備服務(wù)治理的全套權(quán)限。

第 2 步：運(yùn)維人員選擇服務(wù)降級(jí)菜單，在服務(wù)降級(jí)界面中選擇屏蔽降級(jí)。

第 3 步：通過服務(wù)查詢界面選擇需要降級(jí)的服務(wù)，注意服務(wù)的分組和版本信息，指定具體的降級(jí)策略：返回 null、返回指定異常還是執(zhí)行本地 Mock 接口實(shí)現(xiàn)。

第 4 步：服務(wù)治理 Portal 通過服務(wù)注冊(cè)中心客戶端 SDK，將屏蔽降級(jí)指令和相關(guān)信息發(fā)送到服務(wù)注冊(cè)中心。

第 5、6 步：服務(wù)注冊(cè)中心接收到屏蔽降級(jí)消息后，以事件的形式下分別群發(fā)給服務(wù)提供者集群和服務(wù)消費(fèi)者集群。

第 7 步：服務(wù)消費(fèi)者接收到屏蔽降級(jí)事件通知之后，獲取相關(guān)內(nèi)容，更新本地緩存的服務(wù)訂閱信息。當(dāng)發(fā)起遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用時(shí)，需要與屏蔽降級(jí)策略做匹配，如果匹配成功，則執(zhí)行屏蔽降級(jí)邏輯，不發(fā)起遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用。

第 8 步：服務(wù)提供者集群接收到屏蔽降級(jí)事件通知之后，獲取相關(guān)內(nèi)容，更新本地的服務(wù)發(fā)布緩存信息，將對(duì)應(yīng)的服務(wù)降級(jí)屬性修改為屏蔽降級(jí)。

第 9 步：操作成功之后，服務(wù)注冊(cè)中心返回降級(jí)成功的應(yīng)答消息，由服務(wù)治理 Portal 界面展示。

第 10 步：運(yùn)維人員查詢服務(wù)提供者列表，查看服務(wù)狀態(tài)。

第 11 步：服務(wù)注冊(cè)中心返回服務(wù)狀態(tài)為屏蔽降級(jí)狀態(tài)。

• 容錯(cuò)降級(jí)：當(dāng)非核心服務(wù)不可用時(shí)，可以對(duì)故障服務(wù)做業(yè)務(wù)邏輯放通，以保障核心服務(wù)的運(yùn)行。容錯(cuò)降級(jí)的工作原理如下所示：

?????????????????

第三、服務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度

當(dāng)系統(tǒng)當(dāng)前資源非常有限時(shí)，為了保證高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)能夠正常運(yùn)行，保障服務(wù) SLA，需要降低一些非核心服務(wù)的調(diào)度頻次，釋放部分資源占用，保障系統(tǒng)的整體運(yùn)行平穩(wěn)。

服務(wù)在發(fā)布的時(shí)候，可以指定服務(wù)的優(yōu)先級(jí)，如果用戶沒有指定，采用默認(rèn)優(yōu)先級(jí)策略，它的配置如下所示：

服務(wù)的優(yōu)先級(jí)可以采用傳統(tǒng)的低、中、高三級(jí)配置策略，每個(gè)級(jí)別的執(zhí)行比例可以靈活配置，如下所示：

服務(wù)發(fā)布通過擴(kuò)展priority屬性的方式指定優(yōu)先級(jí)，服務(wù)提供者將優(yōu)先級(jí)屬性注冊(cè)到服務(wù)注冊(cè)中心并通知消費(fèi)者，由消費(fèi)者緩存服務(wù)的優(yōu)先級(jí)，根據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)策略進(jìn)行調(diào)度。服務(wù)治理Portal通過動(dòng)態(tài)修改注冊(cè)中心指定服務(wù)priority屬性的方式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整微服務(wù)的優(yōu)先級(jí)。

總結(jié)除了上面介紹的幾種常用線上治理策略，比較重要的微服務(wù)治理策略還包括：

微服務(wù)超時(shí)控制：由于微服務(wù)調(diào)用通常使用 RPC 方式，是同步阻塞的，因此需要設(shè)置服務(wù)調(diào)用超時(shí)時(shí)間，防止對(duì)端長(zhǎng)時(shí)間不響應(yīng)導(dǎo)致的應(yīng)用線程掛死。超時(shí)控制支持在服務(wù)端或者消費(fèi)端配置，需要支持方法級(jí)超時(shí)控制。

微服務(wù)路由策略：負(fù)載均衡策略是服務(wù)治理的重要特性，分布式服務(wù)框架通常會(huì)提供多種負(fù)載均衡策略，同時(shí)支持用戶擴(kuò)展負(fù)載均衡策略。常用的路由策略包括：

隨機(jī)：采用隨機(jī)算法進(jìn)行負(fù)載均衡，通常在對(duì)等集群組網(wǎng)中，隨機(jī)路由算法消息分發(fā)還是比較均勻的。

輪循: 按公約后的權(quán)重設(shè)置輪循比率，到達(dá)邊界之后，繼續(xù)繞接。

服務(wù)調(diào)用時(shí)延：消費(fèi)者緩存所有服務(wù)提供者的服務(wù)調(diào)用時(shí)延，周期性的計(jì)算服務(wù)調(diào)用平均時(shí)延，然后計(jì)算每個(gè)服務(wù)提供者服務(wù)調(diào)用時(shí)延與平均時(shí)延的差值，根據(jù)差值大小動(dòng)態(tài)調(diào)整權(quán)重，保證服務(wù)時(shí)延大的服務(wù)提供者接收更少的消息，防止消息堆積。

一致性 Hash: 相同參數(shù)的請(qǐng)求總是發(fā)到同一個(gè)服務(wù)提供者，當(dāng)某一臺(tái)提供者宕機(jī)時(shí)，原本發(fā)往該提供者的請(qǐng)求，基于虛擬節(jié)點(diǎn)，平攤到其它提供者，不會(huì)引起劇烈變動(dòng)。

粘滯連接: 粘滯連接用于有狀態(tài)服務(wù)，盡可能讓客戶端總是向同一提供者發(fā)起服務(wù)調(diào)用，除非該提供者宕機(jī)，再連接另一臺(tái)。

集群容錯(cuò)策略：消費(fèi)者根據(jù)配置的路由策略選擇某個(gè)目標(biāo)地址之后，發(fā)起遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用，在此期間如果發(fā)生了遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用異常，則需要服務(wù)框架進(jìn)行集群容錯(cuò)，重新進(jìn)行選路和調(diào)用。集群容錯(cuò)是系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行的，上層用戶并不需要關(guān)心底層的服務(wù)調(diào)用過程。集群容錯(cuò)和路由策略的關(guān)系如下所示：

常用的集群容錯(cuò)策略如下：

• Failover 策略: 服務(wù)調(diào)用失敗自動(dòng)切換策略指的是當(dāng)發(fā)生 RPC 調(diào)用異常時(shí)，重新選路，查找下一個(gè)可用的服務(wù)提供者。通常可以配置失敗切換的最大次數(shù)和間隔周期，以防止 E2E 服務(wù)調(diào)用時(shí)延過大。

• Failback 策略：在很多業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，消費(fèi)者需要能夠獲取到服務(wù)調(diào)用失敗的具體信息，通過對(duì)失敗錯(cuò)誤碼等異常信息的判斷，決定后續(xù)的執(zhí)行策略，例如非冪等性的服務(wù)調(diào)用。

• Failcache 策略: Failcache 策略是失敗自動(dòng)恢復(fù)的一種，在實(shí)際項(xiàng)目中它的應(yīng)用場(chǎng)景如下：- 服務(wù)有狀態(tài)路由，必須定點(diǎn)發(fā)送到指定的服務(wù)提供者。當(dāng)發(fā)生鏈路中斷、流控等服務(wù)暫時(shí)不可用時(shí)，服務(wù)框架將消息臨時(shí)緩存起來，等待周期 T，重新發(fā)送，直到服務(wù)提供者能夠正常處理該消息。- 對(duì)時(shí)延要求不敏感的服務(wù)。系統(tǒng)服務(wù)調(diào)用失敗，通常是鏈路暫時(shí)不可用、服務(wù)流控、GC 掛住服務(wù)提供者進(jìn)程等，這種失敗不是永久性的失敗，它的恢復(fù)是可預(yù)期的。如果消費(fèi)者對(duì)服務(wù)調(diào)用時(shí)延不敏感，可以考慮采用自動(dòng)恢復(fù)模式，即先緩存，再等待，最后重試。-通知類服務(wù)。例如通知粉絲積分增長(zhǎng)、記錄接口日志等，對(duì)服務(wù)調(diào)用的實(shí)時(shí)性要求不高，可以容忍自動(dòng)恢復(fù)帶來的時(shí)延增加。

• Failfast 策略：在業(yè)務(wù)高峰期，對(duì)于一些非核心的服務(wù)，希望只調(diào)用一次，失敗也不再重試，為重要的核心服務(wù)節(jié)約寶貴的運(yùn)行資源。此時(shí)，快速失敗是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

服務(wù)灰度發(fā)布：灰度發(fā)布是指在黑與白之間，能夠平滑過渡的一種發(fā)布方式。AB test 就是一種灰度發(fā)布方式，讓一部用戶繼續(xù)用 A，一部分用戶開始用 B，如果用戶對(duì) B 沒有什么反對(duì)意見，那么逐步擴(kuò)大范圍，把所有用戶都遷移到 B 上面來。灰度發(fā)布可以保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定，在初始灰度的時(shí)候就可以發(fā)現(xiàn)、調(diào)整問題，以保證其影響度。基于微服務(wù)的多版本管理機(jī)制 灰度路由策略，即可實(shí)現(xiàn)基于業(yè)務(wù)規(guī)則的灰度發(fā)布。

多版本管理：服務(wù)上線之后，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，需要對(duì)功能進(jìn)行變更，或者修復(fù)線上的 BUG，服務(wù)升級(jí)之后，往往需要對(duì)服務(wù)做多版本管理。服務(wù)多版本管理是分布式服務(wù)框架的重要特性，它涉及到服務(wù)的開發(fā)、部署、在線升級(jí)和服務(wù)治理。

調(diào)用分組管理：可以對(duì)服務(wù)按照業(yè)務(wù)領(lǐng)域、部署的 DC 信息、服務(wù)提供商等角度對(duì)微服務(wù)進(jìn)行群組化管理，同群組之間的微服務(wù)可以自由調(diào)用，跨群組的微服務(wù)需要進(jìn)行審批和授權(quán)，以實(shí)現(xiàn)不同分組之間的微服務(wù)隔離。不同分組之間可以有同名同接口的微服務(wù)的不同實(shí)現(xiàn)，分組信息也是服務(wù)路由的一個(gè)因子。

第四、全在線服務(wù)文檔

相對(duì)于平臺(tái)產(chǎn)品，業(yè)務(wù)服務(wù)的升級(jí)和修改非常頻繁，傳統(tǒng)依靠 Java DOC 進(jìn)行接口說明和傳遞的方式，往往會(huì)因?yàn)槿狈ξ臋n建設(shè)或 API DOC 沒有及時(shí)刷新，導(dǎo)致消費(fèi)者拿到的接口定義說明不準(zhǔn)確。相比于沒有文檔，拿到過時(shí)、錯(cuò)誤的 API DOC 文檔對(duì)使用者的危害更大。

為了解決這個(gè)問題，需要建立服務(wù)文檔中心，方便線上運(yùn)維人員查看和多團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作，它的工作原理如下：

可以基于Swagger UI，構(gòu)建微服務(wù)在線文檔庫，如下所示：

可以參考如下鏈接：https://github.com/swagger-api/swagger-ui

第五、服務(wù)上線審批下線通知機(jī)制

當(dāng)團(tuán)隊(duì)規(guī)模擴(kuò)大之后，會(huì)劃分成平臺(tái)基線組、業(yè)務(wù)定制組等不同研發(fā)團(tuán)隊(duì)，一些團(tuán)隊(duì)甚至跨多地協(xié)同開發(fā)和運(yùn)維。服務(wù)的上線和下線必須要嚴(yán)格管控起來，一旦不合格的服務(wù)上線并被消費(fèi)者消息，再想下線就非常困難了。

對(duì)于需要下線的服務(wù)管控也很重要，有些服務(wù)雖然調(diào)用頻次不高，業(yè)務(wù)量也不大。但是如果貿(mào)然下線，很有可能導(dǎo)致依賴它的消費(fèi)者業(yè)務(wù)調(diào)用失敗，這會(huì)違反服務(wù)的 SLA 協(xié)定，給服務(wù)提供商造成損失。

服務(wù)的上線審批、下線通知機(jī)制需要建立完善起來，它的工作原理如下所示：

除了以上介紹的常用服務(wù)治理措施，線下服務(wù)治理還包括：

業(yè)務(wù)的梳理、服務(wù)劃分原則和方法論；

服務(wù)跨團(tuán)隊(duì)協(xié)作流程、準(zhǔn)則、工具和方法論；

服務(wù)的接口兼容性原則和規(guī)范；

其它...

線下服務(wù)治理依團(tuán)隊(duì)和業(yè)務(wù)不同，需求也不同，需要業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)和服務(wù)框架團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期梳理、實(shí)踐和優(yōu)化，才能夠提升線下服務(wù)治理的效率，它的建設(shè)是個(gè)長(zhǎng)期過程，并非一蹴而就。

3.4

? ?

云端自治理

微服務(wù)彈性伸縮

基于 PaaS 云化平臺(tái)或者 Docker 容器服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)基于負(fù)載的微服務(wù)彈性伸縮。

基于 PaaS 平臺(tái)部署微服務(wù)架構(gòu)示例如下：

基于Docker容器部署微服務(wù)示例如下：

基于云的動(dòng)態(tài)資源調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)微服務(wù)的彈性伸縮：基于CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)帶寬等資源占用率的彈性伸縮策略。當(dāng)VM或者容器的資源占用達(dá)到設(shè)置的閾值之后，自動(dòng)執(zhí)行擴(kuò)容策略，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建微服務(wù)的運(yùn)行環(huán)境，部署并運(yùn)行新的微服務(wù)實(shí)例。基于業(yè)務(wù)指標(biāo)的彈性伸縮策略。例如微服務(wù)的平均時(shí)延、吞吐量、成功率等。通過對(duì)微服務(wù)的性能指標(biāo)進(jìn)行分布式采集、匯總和計(jì)算，判斷業(yè)務(wù)指標(biāo)是否達(dá)到伸縮閾值，如果達(dá)到，則自動(dòng)觸發(fā)微服務(wù)的伸縮流程，執(zhí)行彈性伸縮。用戶自定義的彈性伸縮策略。可以對(duì)基于資源占用率的伸縮策略和基于業(yè)務(wù)指標(biāo)的伸縮策略做組合，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的彈性伸縮。基于云平臺(tái)的微服務(wù)彈性伸縮流程如下所示：

E2E微服務(wù)生命周期管理

利用云平臺(tái)對(duì)資源的動(dòng)態(tài)編排和調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化。利用ALM（應(yīng)用生命周期管理）可以實(shí)現(xiàn)微服務(wù)的E2E生命周期管理。

基于Docker容器的微服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化流程如下所示：

微服務(wù)上線運(yùn)行之后，利用云平臺(tái)的ALM服務(wù)，可以對(duì)微服務(wù)進(jìn)行上下線、升級(jí)、回滾等生命周期管理操作：

基于云平臺(tái)提供的微服務(wù)生命周期管理服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)海量微服務(wù)的高效部署、升級(jí)和管理，而不需要關(guān)心物理基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)境準(zhǔn)備和安裝，以及資源規(guī)劃等，極大的提升了微服務(wù)的上線運(yùn)行效率，降低了微服務(wù)的管理成本。

微服務(wù)治理全景圖

微服務(wù)治理涵蓋的范圍非常廣，很多治理手段也需要業(yè)務(wù)在實(shí)際開發(fā)中積累和沉淀，并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這就是實(shí)施微服務(wù)治理的困難之處。

在微服務(wù)治理發(fā)展的同時(shí)，云化和容器化革命也正在進(jìn)行，結(jié)合云平臺(tái)的敏捷性和彈性資源調(diào)度，微服務(wù)治理將逐步由人工治理向自動(dòng)化治理演進(jìn)。

微服務(wù)治理總體結(jié)構(gòu)圖如下所示：

4

? ?

Q&A

Q1：請(qǐng)問在實(shí)際使用時(shí)，前端網(wǎng)關(guān)有什么來源框架，還有分布式跟蹤系統(tǒng)，有推薦嗎？

A1: 前端網(wǎng)關(guān)，開源的有WSO2，基于Java語言的，GO語言的有Tyk。

Q2:能展開講一下優(yōu)先級(jí)調(diào)度么

A1：分布式跟蹤系統(tǒng)打印 埋點(diǎn)日志比較簡(jiǎn)單，但是復(fù)雜的是后端的大數(shù)據(jù)分析。采集可以基于FLume等，后端的分析可以基于HBase ? Spark

Q3:請(qǐng)教一下，對(duì)應(yīng)用層擴(kuò)容很容易，很多時(shí)候一個(gè)服務(wù)慢了，根本原因是依賴的存儲(chǔ) ?數(shù)據(jù)庫 ?外部接口的原因，這個(gè)時(shí)候?qū)?yīng)用層擴(kuò)容解決不了問題，paas的擴(kuò)容還有什么意義呢？?數(shù)據(jù)庫擴(kuò)容 ?涉及數(shù)據(jù)遷移，應(yīng)用層連接池更新等等 ?paas不能簡(jiǎn)單擴(kuò)容

A3：PaaS層的擴(kuò)容通常會(huì)有幾種策略：

1、基于資源使用率的擴(kuò)容；

2、基于服務(wù)性能指標(biāo)的擴(kuò)容；

3、混合模式；

4、業(yè)務(wù)自定義擴(kuò)容策略，這種場(chǎng)景通常是級(jí)聯(lián)擴(kuò)容，也就是應(yīng)用依賴的服務(wù)也需要同時(shí)做擴(kuò)容，例如緩存、MQ等。但是，不是所有的PaaS都支持策略

Q4:怎樣從傳統(tǒng)的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化到云服務(wù)上，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)及技術(shù)架構(gòu)有什么需要注意點(diǎn)。

A4: 不知道你講的傳統(tǒng)系統(tǒng)是不是指的非云系統(tǒng)。非云應(yīng)用轉(zhuǎn)到云化服務(wù)有幾點(diǎn)設(shè)計(jì)考慮：1、服務(wù)化；2、利用云的動(dòng)態(tài)性，例如彈性伸縮等；3、統(tǒng)一配置，使用云化的統(tǒng)一配置服務(wù)。

Q5：那mq 緩存 數(shù)據(jù)庫的client都要改造 ?支持后端自動(dòng)發(fā)現(xiàn)了，好多中間價(jià)的client都是配置死的，有可分享的開源實(shí)現(xiàn)么

A5：包括前端的URL地址，MQ服務(wù)端的URL等，云化之后，MQ等服務(wù)也是一種云化服務(wù)，例如AWS的S3服務(wù)。在我們的實(shí)踐中，原來的本地配置都統(tǒng)一放到了配置服務(wù)上，它是基于ZK的云化統(tǒng)一配置服務(wù)，地址都是從注冊(cè)中心讀取的，而不是本地配置。這樣，就可以支持動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)。

Q6：應(yīng)用服務(wù)化后，涉及服務(wù)與服務(wù)之間的遠(yuǎn)程rpc，請(qǐng)問數(shù)據(jù)傳輸過程中一般采用哪種系列化方式，之間的優(yōu)缺點(diǎn)都有哪些？還有場(chǎng)景

A6：幾種場(chǎng)景考量：

1、如果服務(wù)看中的是標(biāo)準(zhǔn)化、開放性，對(duì)性能要求不是特別苛刻。則建議采用 Restful ? JSON的方式；

2、如果是內(nèi)部各模塊之間的服務(wù)化調(diào)用，對(duì)性能、時(shí)延要求非常高，則建議采用二進(jìn)制 ? 私有協(xié)議的方式，例如可以參考或者選擇ProtocolBuf、Thrift等。通常而言，服務(wù)跟協(xié)議是解耦的，也就是說某個(gè)服務(wù)，可以同時(shí)發(fā)布成多種協(xié)議。

資深架構(gòu)專家聊架構(gòu)之道：規(guī)劃、簡(jiǎn)化和演化

2021-07-01

從架構(gòu)演進(jìn)談 DDD 興起的原因以及與微服務(wù)的關(guān)系

2021-06-30

豬八戒玉華王：老碼農(nóng)的7項(xiàng)靈魂思考

2021-06-25

架構(gòu)專家梁勇：哈啰在分布式消息治理和微服務(wù)治理中的實(shí)踐

2021-06-23

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的资深架构专家讲解微服务治理的架构演进的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。