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微服务架构在云服务器中的实践与应用 (微服务架构在云计算环境下的重要性)

微服务架构在云服务器中的实践与应用

一、引言

随着信息技术的快速发展,云计算作为一种新型的计算模式,为企业提供了灵活、可扩展的IT资源。

在云计算环境下,微服务架构以其高内聚、低耦合的特性,成为构建大型分布式系统的重要技术手段。

本文将探讨微服务架构在云服务器中的实践与应用,阐述微服务架构在云计算环境下的重要性

二、微服务架构概述

微服务架构是一种将应用程序划分为一系列小型服务的架构模式,每个服务都运行在独立的进程中,并使用轻量级通信机制进行通信。

微服务架构的关键特性包括:服务独立性、高度模块化、去中心化、轻量级通信和可扩展性等。

这些特性使得微服务架构在构建大型分布式系统时,能够显著提高系统的可伸缩性、可靠性和可维护性。

三、微服务架构在云服务器中的实践

1. 容器技术的运用

在云服务器中,容器技术为微服务架构提供了良好的运行环境。

通过容器技术,可以实现微服务的快速部署、扩展和管理。

容器技术使得每个微服务都拥有独立的运行环境,确保了服务之间的隔离性,提高了系统的稳定性。

2. 微服务部署与监控

在云环境下,微服务的部署和监控是关键环节。

通过自动化部署工具,可以实现微服务的快速、自动化部署。

同时,借助监控工具,可以实时了解微服务的运行状态,及时发现并处理潜在问题,确保系统的稳定运行。

3. 微服务与云计算资源的融合

云服务器提供了丰富的计算资源,微服务架构可以充分利用这些资源,实现服务的动态扩展和伸缩。

当业务需求增加时,可以动态地增加微服务实例,提高系统的处理能力;当业务需求减少时,可以灵活地减少微服务实例,节省系统资源。

这种动态扩展和伸缩的特性,使得微服务架构在云环境下具有显著的优势。

四、微服务架构在云计算环境下的重要性

1. 提高系统的可伸缩性和可靠性

在云计算环境下,微服务架构可以通过动态扩展和伸缩,提高系统的可伸缩性和可靠性。

当业务需求发生变化时,可以灵活地增加或减少微服务实例,确保系统始终保持良好的性能。

同时,微服务的高内聚、低耦合特性,使得单个服务的故障不会影响到整个系统,提高了系统的可靠性。

2. 加速应用的开发和部署

微服务架构将应用程序划分为一系列小型服务,每个服务都可以独立开发、测试和部署。

这种开发模式可以显著提高开发效率,缩短应用上线时间。

在云环境下,借助自动化工具和持续集成/持续部署(CI/CD)流程,可以实现微服务的快速、自动化部署,进一步加速应用的迭代和更新。

3. 提高系统的可维护性和灵活性

由于微服务架构的每个服务都是独立的,当某个服务需要更新或升级时,不会影响到其他服务。

这种独立性使得系统的维护变得更加简单和灵活。

在云环境下,可以根据业务需求,灵活地调整微服务的配置和规模,满足不断变化的市场需求。

五、结论

微服务架构在云服务器中的实践与应用已经成为当前信息技术领域的重要趋势。

微服务架构的高内聚、低耦合特性,使得其在云计算环境下具有显著的优势。

通过容器技术、自动化部署工具和监控手段,可以实现微服务的快速、自动化部署和管理。

微服务架构在提高系统的可伸缩性、可靠性、开发效率、可维护性和灵活性等方面具有重要意义,为企业在云计算时代构建大型分布式系统提供了有力的技术支持。


微服务架构 如何影响传统的软件架构设计

ThoughtWorks首席咨询师王磊通过一个互联网门户案例为大家解释了微服务架构的概念,以及它如何影响传统的软件架构设计。

一年前,该门户每签一个10万的合同所耗费的成本是3.5天。

他们当时的CRM结构是典型的三层架构,整个应用程序由一个40万行的代码库组成,后端有一个主动的数据库。

虽然使用三层架构的成本比较小,但随着代码和功能的增加,代码库不断膨胀,修改代码存在的风险很大,整个维护成本也变得越来越高。

每当开发人员提交代码后,所需的数据集成和构建需要50分钟,意味着每天8小时工作时间最多能有9次代码提交。

但为了系统的稳定性,持续集成过程中要尽量避免提交代码,因此,整个团队的交付能力受到了限制。

此外,从准备部署包到上线需要3天,3天后才能让用户真正用到部署包,才能实现价值。

而如果增加新人,要开发新的环境,包括测试和产品环境,培养周期会很长。

针对以上难题,ThoughtWorks制定了如何在团队中对系统进行改造从而满足业务需求的策略。

将现有的系统保护起来,把所有开发新功能的优先级都降下来,只需对系统做最紧急的修改,其他和部门进行协商,让团队保持新的精力和时间在重要的业务上。

功能剥离。

通过定义新服务,在前端用一些代码的机制让用户逐渐访问新服务,可以达到从原有系统抽出小功能,让客户访问小功能。

数据解耦。

对于庞大的系统,因为无法很快将所有系统换掉,所以为了保证系统仍然可用,要启用数据同步机制,让服务里的数据同步到原有数据库。

渐进替换。

通过不断地运行以上策略,将原有系统的复杂功能抽离出来用新的方式来做。

目前,每签一个10万的合同所耗费的成本由3.5天变为1天,持续集成构建从50钟降低到18分钟,团队成员从10人降到7人,部署周期由3天降到2小时。

对于每个应用程序,可能有一组小的服务组成,每个服务运行在自己的进程中,服务与服务之间通过轻量级的机制进行交互。

那么,如何使用微服务做系统改造呢?为每个服务建立独立的环境,包括基础设施、持续集成环境、运维、监控、日志聚合、报警。

不断演进的微服务开发模板,发现问题及时修改,让模板更高效。

轻量级的通信协议。

消费者的契约测试,解决随着服务增多带来集成测试效率低的问题。

基础设施自管理,帮助管理自己需要的资源。

什么样的系统适合采用微服务架构

REST (REpresentation State Transfer) 描述了一个架构样式的网络系统,比如 web 应用程序。

它首次出现在 2000 年 Roy Fielding 的博士论文中,他是 HTTP 规范的主要编写者之一。

REST 指的是一组架构约束条件和原则。

满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是 RESTful。

Web 应用程序最重要的 REST 原则是,客户端和服务器之间的交互在请求之间是无状态的。

从客户端到服务器的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息。

如果服务器在请求之间的任何时间点重启,客户端不会得到通知。

此外,无状态请求可以由任何可用服务器回答,这十分适合云计算之类的环境。

客户端可以缓存数据以改进性能。

在服务器端,应用程序状态和功能可以分为各种资源。

资源是一个有趣的概念实体,它向客户端公开。

资源的例子有:应用程序对象、数据库记录、算法等等。

每个资源都使用 URI (Universal Resource Identifier) 得到一个惟一的地址。

所有资源都共享统一的界面,以便在客户端和服务器之间传输状态。

使用的是标准的 HTTP 方法,比如 GET、PUT、POST 和 DELETE。

Hypermedia 是应用程序状态的引擎,资源表示通过超链接互联。

另一个重要的 REST 原则是分层系统,这表示组件无法了解它与之交互的中间 (REpresentation State Transfer) 描述了一个架构样式的网络系统,比如 web 应用程序。

它首次出现在 2000 年 Roy Fielding 的博士论文中,他是 HTTP 规范的主要编写者之一。

REST 指的是一组架构约束条件和原则。

满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是 RESTful。

Web 应用程序最重要的 REST 原则是,客户端和服务器之间的交互在请求之间是无状态的。

从客户端到服务器的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息。

如果服务器在请求之间的任何时间点重启,客户端不会得到通知。

此外,无状态请求可以由任何可用服务器回答,这十分适合云计算之类的环境。

客户端可以缓存数据以改进性能。

在服务器端,应用程序状态和功能可以分为各种资源。

资源是一个有趣的概念实体,它向客户端公开。

资源的例子有:应用程序对象、数据库记录、算法等等。

每个资源都使用 URI (Universal Resource Identifier) 得到一个惟一的地址。

所有资源都共享统一的界面,以便在客户端和服务器之间传输状态。

使用的是标准的 HTTP 方法,比如 GET、PUT、POST 和 DELETE。

Hypermedia 是应用程序状态的引擎,资源表示通过超链接互联。

另一个重要的 REST 原则是分层系统,这表示组件无法了解它与之交互的中间层以外的组件。

通过将系统知识限制在单个层,可以限制整个系统的复杂性,促进了底层的独立性。

当REST 架构的约束条件作为一个整体应用时,将生成一个可以扩展到大量客户端的应用程序。

它还降低了客户端和服务器之间的交互延迟。

统一界面简化了整个系统架构,改进了子系统之间交互的可见性。

REST 简化了客户端和服务器的实现。

RESTful的实现:RESTful Web 服务与 RPC 样式的 Web 服务了解了什么是什么是REST,我们再看看RESTful的实现。

最近,使用 RPC 样式架构构建的基于 SOAP 的 Web 服务成为实现 SOA 最常用的方法。

RPC 样式的 Web 服务客户端将一个装满数据的信封(包括方法和参数信息)通过 HTTP 发送到服务器。

服务器打开信封并使用传入参数执行指定的方法。

方法的结果打包到一个信封并作为响应发回客户端。

客户端收到响应并打开信封。

每个对象都有自己独特的方法以及仅公开一个 URI 的 RPC 样式 Web 服务,URI 表示单个端点。

它忽略 HTTP 的大部分特性且仅支持 POST 方法。

由于轻量级以及通过 HTTP 直接传输数据的特性,Web 服务的 RESTful 方法已经成为最常见的替代方法。

可以使用各种语言(比如 Java 程序、Perl、Ruby、Python、PHP 和 Javascript[包括 Ajax])实现客户端。

RESTful Web 服务通常可以通过自动客户端或代表用户的应用程序访问。

但是,这种服务的简便性让用户能够与之直接交互,使用它们的 Web 浏览器构建一个 GET URL 并读取返回的内容。

在REST 样式的 Web 服务中,每个资源都有一个地址。

资源本身都是方法调用的目标,方法列表对所有资源都是一样的。

这些方法都是标准方法,包括 HTTP GET、POST、PUT、DELETE,还可能包括 HEADER 和 OPTIONS。

在RPC 样式的架构中,关注点在于方法,而在 REST 样式的架构中,关注点在于资源 — 将使用标准方法检索并操作信息片段(使用表示的形式)。

资源表示形式在表示形式中使用超链接互联。

Leonard Richardson 和 Sam Ruby 在他们的著作 RESTful Web Services 中引入了术语 REST-RPC 混合架构。

REST-RPC 混合 Web 服务不使用信封包装方法、参数和数据,而是直接通过 HTTP 传输数据,这与 REST 样式的 Web 服务是类似的。

但是它不使用标准的 HTTP 方法操作资源。

它在 HTTP 请求的 URI 部分存储方法信息。

好几个知名的 Web 服务,比如 Yahoo 的 Flickr API 和 API 都使用这种混合架构。

RESTful的实现:RESTful Web 服务的 Java 框架有两个 Java 框架可以帮助构建 RESTful Web 服务。

erome Louvel 和 Dave Pawson 开发的 Restlet(见 参考资料)是轻量级的。

它实现针对各种 RESTful 系统的资源、表示、连接器和媒体类型之类的概念,包括 Web 服务。

在 Restlet 框架中,客户端和服务器都是组件。

组件通过连接器互相通信。

该框架最重要的类是抽象类 Uniform 及其具体的子类 Restlet,该类的子类是专用类,比如 Application、Filter、Finder、Router 和 Route。

这些子类能够一起处理验证、过滤、安全、数据转换以及将传入请求路由到相应资源等操作。

Resource 类生成客户端的表示形式。

JSR-311是 Sun Microsystems 的规范,可以为开发 RESTful Web 服务定义一组 Java API。

Jersey是对 JSR-311 的参考实现。

JSR-311 提供一组注释,相关类和接口都可以用来将 Java 对象作为 Web 资源展示。

该规范假定 HTTP 是底层网络协议。

它使用注释提供 URI 和相应资源类之间的清晰映射,以及 HTTP 方法与 Java 对象方法之间的映射。

API 支持广泛的 HTTP 实体内容类型,包括 HTML、XML、JSON、GIF、JPG 等。

它还将提供所需的插件功能,以允许使用标准方法通过应用程序添加其他类型。

RESTful的实现:构建 RESTful Web 服务的多层架构RESTful Web 服务和动态 Web 应用程序在许多方面都是类似的。

有时它们提供相同或非常类似的数据和函数,尽管客户端的种类不同。

例如,在线电子商务分类网站为用户提供一个浏览器界面,用于搜索、查看和订购产品。

如果还提供 Web 服务供公司、零售商甚至个人能够自动订购产品,它将非常有用。

与大部分动态 Web 应用程序一样,Web 服务可以从多层架构的关注点分离中受益。

业务逻辑和数据可以由自动客户端和 GUI 客户端共享。

惟一的不同点在于客户端的本质和中间层的表示层。

此外,从数据访问中分离业务逻辑可实现数据库独立性,并为各种类型的数据存储提供插件能力。

图1 展示了自动化客户端,包括 Java 和各种语言编写的脚本,这些语言包括 Python、Perl、Ruby、PHP 或命令行工具,比如 curl。

在浏览器中运行且作为 RESTful Web 服务消费者运行的 Ajax、Flash、JavaFX、GWT、博客和 wiki 都属于此列,因为它们都代表用户以自动化样式运行。

自动化 Web 服务客户端在 Web 层向 Resource Request Handler 发送 HTTP 响应。

客户端的无状态请求在头部包含方法信息,即 POST、GET、PUT 和 DELETE,这又将映射到 Resource Request Handler 中资源的相应操作。

每个请求都包含所有必需的信息,包括 Resource Request Handler 用来处理请求的凭据。

从Web 服务客户端收到请求之后,Resource Request Handler 从业务逻辑层请求服务。

Resource Request Handler 确定所有概念性的实体,系统将这些实体作为资源公开,并为每个资源分配一个惟一的 URI。

但是,概念性的实体在该层是不存在的。

它们存在于业务逻辑层。

可以使用 Jersey 或其他框架(比如 Restlet)实现 Resource Request Handler,它应该是轻量级的,将大量职责工作委托给业务层。

Ajax 和 RESTful Web 服务本质上是互为补充的。

它们都可以利用大量 Web 技术和标准,比如 HTML、JavaScript、浏览器对象、XML/JSON 和 HTTP。

当然也不需要购买、安装或配置任何主要组件来支持 Ajax 前端和 RESTful Web 服务之间的交互。

RESTful Web 服务为 Ajax 提供了非常简单的 API 来处理服务器上资源之间的交互。

图1 中的 Web 浏览器客户端作为 GUI 的前端,使用表示层中的 Browser Request Handler 生成的 HTML 提供显示功能。

Browser Requester Handler 可以使用 MVC 模型(JSF、Struts 或 Spring 都是 Java 的例子)。

它从浏览器接受请求,从业务逻辑层请求服务,生成表示并对浏览器做出响应。

表示供用户在浏览器中显示使用。

表示不仅包含内容,还包含显示的属性,比如 HTML 和 CSS。

业务规则可以集中到业务逻辑层,该层充当表示层和数据访问层之间的数据交换的中间层。

数据以域对象或值对象的形式提供给表示层。

从业务逻辑层中解耦 Browser Request Handler 和 Resource Request Handler 有助于促进代码重用,并能实现灵活和可扩展的架构。

此外,由于将来可以使用新的 REST 和 MVC 框架,实现它们变得更加容易,无需重写业务逻辑层。

数据访问层提供与数据存储层的交互,可以使用 DAO 设计模式或者对象-关系映射解决方案(如 Hibernate、OJB 或 iBATIS)实现。

作为替代方案,业务层和数据访问层中的组件可以实现为 EJB 组件,并取得 EJB 容器的支持,该容器可以为组件生命周期提供便利,管理持久性、事务和资源配置。

但是,这需要一个遵从 Java EE 的应用服务器(比如 JBoss),并且可能无法处理 Tomcat。

该层的作用在于针对不同的数据存储技术,从业务逻辑中分离数据访问代码。

数据访问层还可以作为连接其他系统的集成点,可以成为其他 Web 服务的客户端。

数据存储层包括数据库系统、LDAP 服务器、文件系统和企业信息系统(包括遗留系统、事务处理系统和企业资源规划系统)。

使用该架构,您可以开始看到 RESTful Web 服务的力量,它可以灵活地成为任何企业数据存储的统一 API,从而向以用户为中心的 Web 应用程序公开垂直数据,并自动化批量报告脚本。

什么是REST:结束语REST 描述了一个架构样式的互联系统(如 Web 应用程序)。

REST 约束条件作为一个整体应用时,将生成一个简单、可扩展、有效、安全、可靠的架构。

由于它简便、轻量级以及通过 HTTP 直接传输数据的特性,RESTful Web 服务成为基于 SOAP 服务的一个最有前途的替代方案。

用于 web 服务和动态 Web 应用程序的多层架构可以实现可重用性、简单性、可扩展性和组件可响应性的清晰分离。

Ajax 和 RESTful Web 服务本质上是互为补充的。

如何使用Spring Cloud

Spring Cloud项目的既定目标在于为Spring开发人员提供一整套易于使用的工具集,从而保证其轻松构建起自己需要的分布式系统方案。

为了实现这一目标,Spring Cloud以Netflix OSS堆栈为基础将大量实现堆栈加以整合并打包。

这些堆栈而后可以通过大家…

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