互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)為什么要做服務(wù)化？

LZS2851 2017-02-14

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近期參加一些業(yè)界的技術(shù)大會(huì)， “ 微服務(wù)架構(gòu) ” 的話(huà)題非常之火，也在一些場(chǎng)合聊過(guò)服務(wù)化架構(gòu)實(shí)踐，最近幾期文章期望用通俗易懂的語(yǔ)言聊聊了個(gè)人對(duì)服務(wù)化以及微服務(wù)架構(gòu)的理解，希望能給大伙一些啟示。如果有遺漏，也歡迎大家補(bǔ)充。

一、互聯(lián)網(wǎng)高可用架構(gòu)，為什么要服務(wù)化？

【服務(wù)化之前高可用架構(gòu)】

在服務(wù)化之前，互聯(lián)網(wǎng)的高可用架構(gòu)大致是這樣一個(gè)架構(gòu)：

（ 1 ）用戶(hù)端是瀏覽器 browser ， APP 客戶(hù)端

（ 2 ）后端入口是高可用的 nginx 集群，用于做反向代理

（ 3 ）中間核心是高可用的 web-server 集群，研發(fā)工程師主要編碼工作就是在這一層

（ 4 ）后端存儲(chǔ)是高可用的 db 集群，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在這一層

更典型的， web-server 層是通過(guò) DAO/ORM 等技術(shù)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的。

可以看到，最初都是沒(méi)有服務(wù)層的，此時(shí)架構(gòu)會(huì)碰到一些什么痛點(diǎn)呢？

【架構(gòu)痛點(diǎn)一：代碼到處拷貝】

舉一個(gè)最常見(jiàn)的業(yè)務(wù)的例子 -> 用戶(hù)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)，絕大部分公司都有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)用戶(hù)數(shù)據(jù)，各個(gè)業(yè)務(wù)都有訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)數(shù)據(jù)的需求：

在有用戶(hù)服務(wù)之前，各個(gè)業(yè)務(wù)線(xiàn)都是自己通過(guò) DAO 寫(xiě) SQL 訪(fǎng)問(wèn) user 庫(kù)來(lái)存取用戶(hù)數(shù)據(jù)，這無(wú)形中就導(dǎo)致了代碼的拷貝。

【架構(gòu)痛點(diǎn)二：復(fù)雜性擴(kuò)散】

隨著并發(fā)量的越來(lái)越高，用戶(hù)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)成了瓶頸，需要加入緩存來(lái)降低數(shù)據(jù)庫(kù)的讀壓力，于是架構(gòu)中引入了緩存，由于沒(méi)有統(tǒng)一的服務(wù)層，各個(gè)業(yè)務(wù)線(xiàn)都需要關(guān)注緩存的引入導(dǎo)致的復(fù)雜性：

對(duì)于用戶(hù)數(shù)據(jù)的寫(xiě)請(qǐng)求，所有業(yè)務(wù)線(xiàn)都要升級(jí)代碼：

（ 1 ）先淘汰 cache

（ 2 ）再寫(xiě)數(shù)據(jù)

對(duì)于用戶(hù)數(shù)據(jù)的讀請(qǐng)求，所有業(yè)務(wù)線(xiàn)也都要升級(jí)代碼：

（ 1 ）先讀 cache ，命中則返回

（ 2 ）沒(méi)命中則讀數(shù)據(jù)庫(kù)

（ 3 ）再把數(shù)據(jù)放入 cache

這個(gè)復(fù)雜性是典型的“業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)”的復(fù)雜性，業(yè)務(wù)方需要被迫升級(jí)。

隨著數(shù)據(jù)量的越來(lái)越大，數(shù)據(jù)庫(kù)需要進(jìn)行水平拆分，于是架構(gòu)中又引入了分庫(kù)分表，由于沒(méi)有統(tǒng)一的服務(wù)層，各個(gè)業(yè)務(wù)線(xiàn)都需要關(guān)注分庫(kù)分表的引入導(dǎo)致的復(fù)雜性：

這個(gè)復(fù)雜性也是典型的“業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)”的復(fù)雜性，業(yè)務(wù)方需要被迫升級(jí)。

包括 bug 的修改，發(fā)現(xiàn)一個(gè) bug ，多個(gè)地方都需要修改。

【架構(gòu)痛點(diǎn)三：庫(kù)的復(fù)用與耦合】

服務(wù)化并不是唯一的解決上述兩痛點(diǎn)的方法，抽象出統(tǒng)一的 “ 庫(kù) ” 是最先容易想到的解決：

（ 1 ）代碼拷貝

（ 2 ）復(fù)雜性擴(kuò)散

的方法。抽象出一個(gè) user.so ，負(fù)責(zé)整個(gè)用戶(hù)數(shù)據(jù)的存取，從而避免代碼的拷貝。至于復(fù)雜性，也只有 user.so 這一個(gè)地方需要關(guān)注了。

解決了舊的問(wèn)題，會(huì)引入新的問(wèn)題，庫(kù)的版本維護(hù)與業(yè)務(wù)線(xiàn)之間代碼的耦合：

業(yè)務(wù)線(xiàn) A 將 user.so 由版本 1 升級(jí)至版本 2 ，如果不兼容業(yè)務(wù)線(xiàn) B 的代碼，會(huì)導(dǎo)致 B 業(yè)務(wù)出現(xiàn)問(wèn)題；

業(yè)務(wù)線(xiàn) A 如果通知了業(yè)務(wù)線(xiàn) B 升級(jí)，則是的業(yè)務(wù)線(xiàn) B 會(huì)無(wú)故做一些“自身業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)”的升級(jí)，非常郁悶。當(dāng)然，如果各個(gè)業(yè)務(wù)線(xiàn)都是拷貝了一份代碼則不存在這個(gè)問(wèn)題。

【架構(gòu)痛點(diǎn)四： SQL 質(zhì)量得不到保障，業(yè)務(wù)相互影響】

業(yè)務(wù)線(xiàn)通過(guò) DAO 訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)：

本質(zhì)上 SQL 語(yǔ)句還是各個(gè)業(yè)務(wù)線(xiàn)拼裝的，資深的工程師寫(xiě)出高質(zhì)量的 SQL 沒(méi)啥問(wèn)題，經(jīng)驗(yàn)沒(méi)有這么豐富的工程師可能會(huì)寫(xiě)出一些低效的 SQL ，假如業(yè)務(wù)線(xiàn) A 寫(xiě)了一個(gè)全表掃描的 SQL ，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)的 CPU100% ，影響的不只是一個(gè)業(yè)務(wù)線(xiàn)，而是所有的業(yè)務(wù)線(xiàn)都會(huì)受影響。

【架構(gòu)痛點(diǎn)五：瘋狂的 DB 耦合】

業(yè)務(wù)線(xiàn)不至訪(fǎng)問(wèn) user 數(shù)據(jù)，還會(huì)結(jié)合自己的業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)自己的數(shù)據(jù)：

典型的，通過(guò) join 數(shù)據(jù)表來(lái)實(shí)現(xiàn)各自業(yè)務(wù)線(xiàn)的一些業(yè)務(wù)邏輯。

這樣的話(huà)，業(yè)務(wù)線(xiàn) A 的 table-user 與 table-A 耦合在了一起，業(yè)務(wù)線(xiàn) B 的 table-user 與 table-B 耦合在了一起，業(yè)務(wù)線(xiàn) C 的 table-user 與 table-C 耦合在了一起，結(jié)果就是： table-user ， table-A ， table-B ， table-C 都耦合在了一起。

隨著數(shù)據(jù)量的越來(lái)越大，業(yè)務(wù)線(xiàn) ABC 的數(shù)據(jù)庫(kù)是無(wú)法垂直拆分開(kāi)的，必須使用一個(gè)大庫(kù)（瘋了，一個(gè)大庫(kù) 300 多個(gè)業(yè)務(wù)表 =_= ）。

【架構(gòu)痛點(diǎn)六： … 】

二、服務(wù)化解決什么問(wèn)題？

為了解決上面的諸多問(wèn)題，互聯(lián)網(wǎng)高可用分層架構(gòu)演進(jìn)的過(guò)程中，引入了“服務(wù)層”。

以上文中的用戶(hù)業(yè)務(wù)為例，引入了 user-service ，對(duì)業(yè)務(wù)線(xiàn)響應(yīng)所用用戶(hù)數(shù)據(jù)的存取。引入服務(wù)層有什么好處，解決什么問(wèn)題呢？

【好處一：調(diào)用方爽】

有服務(wù)層之前：業(yè)務(wù)方訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)數(shù)據(jù)，需要通過(guò) DAO 拼裝 SQL 訪(fǎng)問(wèn)

有服務(wù)層之后：業(yè)務(wù)方通過(guò) RPC 訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)數(shù)據(jù)，就像調(diào)用一個(gè)本地函數(shù)一樣，非常之爽

User = UserService::GetUserById(uid);

傳入一個(gè) uid ，得到一個(gè) User 實(shí)體，就像調(diào)用本地函數(shù)一樣，不需要關(guān)心序列化，網(wǎng)絡(luò)傳輸，后端執(zhí)行，網(wǎng)絡(luò)傳輸，范序列化等復(fù)雜性。

【好處二：復(fù)用性，防止代碼拷貝】

這個(gè)不展開(kāi)敘述，所有 user 數(shù)據(jù)的存取，都通過(guò) user-service 來(lái)進(jìn)行，代碼只此一份，不存在拷貝。