火热的微服务，低门槛、易上手的落地方法

作者 | 王莹、万佳

近十年来，微服务架构不断演进，成为当下最火热的后端架构之一。相比传统的单体架构，微服务架构具有灵活、可扩展、独立部署的特性，更有利于开发者管理和维护代码，快速提高研发交付效率。为构建更加灵活敏捷的系统和促进业务发展，许多企业纷纷将业务迁移到微服务架构。

火热的微服务

2022 年 O'Reilly 技术趋势报告显示：微服务是 2021 年使用量最大的三个技术之一，去年同比增长 13%。同时，报告也发现，企业正大力转型微服务架构，构建云原生应用，充分利用微服务和 Kubernetes 的技术优势。

图片来源：2022 年 O'Reilly 技术趋势报告 https://www.oreilly.com/radar/technology-trends-for-2022/

众所周知，相比单体应用，微服务的优势在于敏捷，快速迭代。可独立部署的小型服务，加上敏捷开发模式的加持，可以实现产品功能快速迭代。同时，微服务可以大幅降低协作成本，这不仅降低了团队内外的沟通协作成本，而且大大提升沟通效率。

此外，微服务扩展灵活，由于每个服务单独部署，所以每个服务可以单独复制和扩展，这样既提高了资源利用率，也更节省成本。

微服务落地过程

如何落地微服务，笔者从微服务的生命周期，总结出一个路线图，帮助开发者更加清晰的了解微服务的落地过程。

前期调研

首先，需要调研微服务架构是否适合当前的业务。不要人云亦云，盲目跟风。从单体架构到微服务的过渡需要一个过程，基础设施的变更需要付出时间、人力和金钱成本，工作量需要团队和各方资源的支持。

其次，建立微服务团队。每个微服务本身都是一个独立的应用程序，因此团队也应该这样做。组建单独的团队来处理不同的业务。这也要求这些团队拥有必要的技能和工具来自行开发、部署和管理微服务，团队间要保持高效的沟通和协作。

设计阶段

在这个阶段，开发者需要重点关注微服务如何拆分的问题。将微服务与业务功能区分开来，避免构建太大或太小的微服务。如果发生前者，您将看不到使用微服务架构的任何好处。后者将导致运营成本呈指数增长，超过预期收益。

将服务设计为松耦合、高内聚、并覆盖单个有界上下文。松耦合的服务对其他服务的依赖程度最低。高内聚要求服务的设计遵循单一职责原则，即只执行一个主要功能。最后，设计服务在某个特定的业务层，同时包含业务的内部细节逻辑。这可确保微服务覆盖单一边界上下文，从而实现领域驱动设计 (DDD)。

使用 API 和事件在服务之间进行通信。服务不应直接相互调用，相反，设计一个 API 网关来处理身份验证、请求和响应以及对服务限制。有了 API 网关，用户可以在服务发生更改时，轻松地将流量从 API 网关重定向到更新的版本中。

技术选型

当用户从单体应用重构微服务架构时，会面临多个微服务技术框架 / 组件的选型。目前，Spring Cloud 等框架、服务网格是微服务领域两类重要的技术选型，两类方案各有各的优缺点和适用场景，用户可根据自己的业务需求选择适合框架即可。

微服务框架

Spring Cloud、Dubbo 等微服务框架在中小型项目中的应用，用户不需要太多改造和适配，即可实现微服务的基本功能，其优点在于：去中心化，服务间的通信及容错机制模块化，将非功能性能力下沉，集成了各个微服务组件，提供完整的微服务能力。相比于服务网格，性能损耗小，非常适用于性能要求较高的应用。缺点在于：框架的使用语言有限，目前 Java 框架比较成熟，近期 Go 语言框架蓬勃发展。整体对业务存在一定的侵入性，框架的维护升级成本高。

服务网格

服务网格是一个基础设施层，用于处理服务间通信。云原生应用有着复杂的服务拓扑，服务网格保证请求在这些拓扑中可靠地穿梭。在实际应用当中，服务网格通常是由一系列轻量级的网络代理组成的，它们与应用程序部署在一起，但对应用程序透明。其优点在于：屏蔽分布式系统通信的复杂性 (负载均衡、服务发现、认证授权、监控追踪、流量控制等等)，服务只用关注业务逻辑；适用于多种语言，利于异构多语言应用构建统一、标准化的服务治理体系；对应用透明，Service Mesh 组件可以单独升级；其缺点在于：由于服务间通信加了一层代理，一定程度上存在性能损耗，引入 Service Mesh 服务实例的运维和管理困难等问题。

支撑端组件

在微服务架构中，支撑端组件的选型也非常重要。其中，注册中心是最核心的基础服务之一，注册中心可以看做是微服务架构里的通信中心，当一个服务去请求另一个服务时，通过注册中心可以获取该服务的状态、地址等核心信息，因此，注册中心的数据一致性和高可用的能力非常重要，下面是业内主流注册中心的对比：

Apollo、Nacos 为目前国内主流的配置中心产品，功能完善、社区活跃度高，由于 Apollo 只包含配置中心能力，Nacos 既包含配置中心又包含注册中心能力，所以仅对比配置中心，Apollo 整体产品能力强于 Nacos，但整体复杂度略高于 Nacos。Zookeeper/Consul 只包含核心的推送数据能力，需要针对配置中心场景二次封装，例如较早开源的产品 disconf（已停止维护）。所以不建议裸用 Zookeeper/Consul 作为配置中心。Spring Cloud Config 是 Spring Cloud 中动态配置解决方案，仅适用于 Java 生态，且由于使用成本高，在国内使用度低。

开发态

在开发阶段，用户聚焦业务开发，可以通过脚手架、低代码等工具快速的构建业务代码，提升研发交付效率。做好各个服务的版本管理，每个服务都应该有自己的存储库，以便访问配置。同时保持清晰的版本更新日志，以便后期查看。

运维态

运维态重点需要关注应用的发布和部署，用户可以通过持续集成和持续交付 (CI/CD) 来自动化 DevOps 工作流，实现一键部署，提高发布和部署效率。而微服务架构中，服务的数量在服务拆分后变得繁多杂乱，发布部署管理起来相对麻烦，需要加强灰度发布、蓝绿发布、滚动发布、快速回滚的能力建设，避免新版本发布时服务需要中断、新版本升级失败无法快速回滚带来更长时间服务不可以等问题。

运行态

在运行态，主要包括服务的可观测性、异常处理、优雅上下线、服务治理等方面的内容。服务在运行过程中，需要关注其运行的健康状态。高流量的服务请求，服务治理、服务的注册与发现、服务限流、服务熔断等能力是服务健康运行的保障。在可观测性上，需要建设可视化的数据监控能力，帮助用户快速高效的排查定位问题，建设异常处理机制，方便快速响应异常处理请求。

如何高效构建微服务

在了解过微服务的落地路径后，我们再来看看如何高效、快速地落地微服务。基于分层设计的思想，可以将微服务生命周期中的几个阶段统一划分为两层：业务层和支撑端层，将业务逻辑与技术相互隔离，各层分别高效构建，相互协作。

在业务层，用户只需专注业务本身，包括服务的开发、敏捷部署、服务可观测性、异常处理、优雅上下线、服务治理等；在支撑端层，提供微服务生命周期用到的支撑组件，聚焦为业务层提供高可用、高性能的技术支撑。作为国内三大云厂商之一，腾讯云也针对这两层布局了完整的产品矩阵：弹性微服务 TEM（Tencent Cloud Elastic Microservice，TEM）和微服务引擎 TSE（Tencent Cloud Service Engine，TSE）。

弹性微服务 TEM 主要解决业务层应用场景，是新一代面向微服务应用的 Serverless 平台，实现 Serverless 与微服务的完美结合，提供应用的全生命周期托管，并联动上下游产品为用户服务注册发现、微服务治理、多维度监控等能力。

微服务引擎 TSE 主要解决支撑端层的应用场景，一套灵活、轻量级、可插拔的组件化微服务解决方案，为用户提供高可用、免运维、开源增强的注册配置中心、服务治理、云原生网关组件服务，让用户只需关注上层业务开发，帮助用户在云原生时代轻量上云，快速构建微服务体系，提高研发交付效率和运维效率，同时为用户降低人力资源成本。

微服务引擎，加速落地微服务

微服务引擎 TSE 在功能上主要提供注册配置中心、服务治理中心、云原生网关三大能力。其中，注册配置中心，微服务引擎 TSE 提供高可用、免运维、开源增强的 ZooKeeper、Nacos 、Apollo 、Eureka 组件，用户可以灵活使用，即开即用，零代码改造。而服务治理中心，微服务引擎 TSE 基于腾讯的开源项目北极星 PolarisMesh，提供强大的服务治理能力，为用户解决服务寻址、流量调度、故障容错、访问控制和可观测性等问题，并针对虚拟机和容器环境两个体系的服务，提供一体化的服务发现和治理方案。

在落地上，主要有四大应用场景：

微服务注册发现：它提供 ZooKeeper、Nacos、Eureka 注册配置中心。并提供多指标的监控管理，帮助用户实现高效、稳定和高可用的服务注册发现能力。
微服务治理：在服务治理场景中，提供服务调用中的注册发现、流量控制、熔断限流等能力，支持多语言客户端、集成多种主流服务框架，帮助用户实现高效、稳定、高可用、免运维的服务治理能力。
分布式配置：分布式配置是将分布式应用配置的集中管理，它提供配置热生效、记录配置变更操作的分布式应用配置集中管理能力，原生数据无缝迁移，支持主流的 Apollo、Nacos 配置中心，帮助用户高效解决分布式环境下的配置管理问题。
云原生网关：云原生网关是基于开源网关 Kong 构建的的高可用、易扩展的 API 网关，云原生网关作为承载所有请求的流量入口，除提供高性能低延迟的转发能力外，还基于插件体系提供认证鉴权、流量控制、灰度发布、熔断降级等高级流量治理能力，是微服务体系中不可或缺的一部分。

据悉，腾讯云微服务引擎 TSE 有六大特点：

一键部署：微服务引擎提供一键式开箱即用的微服务注册、配置中心托管能力，用户无需关注资源部署；
免运维：微服务引擎可以保证托管引擎后端的健康运行，用户无需投入人力运维相关组件，只需专注自身业务实现；
高可用容灾：微服务引擎提供多可用区部署、健康探测、自动恢复等能力，实现高可用容灾；
无缝迁移：微服务引擎托管引擎使用方式与开源框架完全一致，用户可零代码改造，实现无缝迁移；
灵活扩容：微服务引擎提供一键扩容的能力，用户可根据业务增长情况，轻易完成扩容与升级；
低成本：微服务引擎优化了托管服务的部署方式，让用户在免运维使用微服务引擎时，获得更低的单位时间使用成本。

值得一提的是，微服务引擎 TSE 的服务治理中心，基于腾讯去年正式开源的微服务解决方案“北极星”（PolarisMesh），通过北极星对这些组件进行抽象和整合，打造公司标准化的服务发现和治理方案，帮助业界提升研发效率和运维效率。截至 2021 年 9 月，北极星在线节点超过 5000000 个，每日服务调用量超过 30 万亿，接口的调用成功率超过 99.999%，覆盖腾讯内部 90% 以上的业务部门。

此外，北极星的服务治理方案也被越来越多的公司所采用，比如好未来。据悉，好未来 AI 中台服务发现已采用北极星。此前，其 AI 中台具有上万服务节点，基于 Eureka 实现服务发现。但由于架构的局限，Eureka 无法实现平行扩展，在上万服务节点注册和上报心跳的情况下，经常出现高负载，导致服务节点状态异常。为此，好未来将服务注册中心升级成北极星。由于北极星服务端采用计算存储分离的架构，计算层可随接入节点的增加平行扩展，轻松支持百万节点。同时，北极星兼容 Eureka 服务端接口，支持无缝切换。

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