爲什麼說微服務,要從前後端分離開始?一文帶你揭祕深入微服務 前言 從前後端分離開啓微服務改造 分步驟演進至全微服務架構

前言

既要低頭趕路,又要擡頭望天,科技是爲人服務的,任何技術背後都有更深層次的考量。

之前的文章中咱們聊了很多微服務的相關內容,簡而言之,微服務的本質,就是一種可以加速分工、促進合作的新協作機制。知其然,知其所以然,今天我們再接着來聊聊怎樣開啓微服務架構之旅。

從前後端分離開啓微服務改造

現在我們對微服務有了更深入的瞭解,也準備在構建新系統時採用這套新架構了,但它還是有些複雜度的,包括服務註冊中心、統一配置中心、微服務網關、接入層網關、服務治理中心、調用鏈路追蹤、分佈式事務和分佈式調度等衆多組件。一口想喫成一個胖子僅僅是一個美好的願望, 從單體式架構直接升級至全微服務架構,需要掌握這套全新的技術棧,對於缺乏前期鋪墊的團隊來說,學習曲線還是比較陡的,真正遇到的挑戰往往超出想象的。

心理學對此有專門門的研究,我們探索陌生世界的動力源於興趣,而興趣就是好奇心和正向反饋。如果我們剛開始就把目標設定的太高太遠,在堅持努力了一段時間之後,還無法達成目標的話,那我們就接收不到正向反饋。久而久之,好奇心就會消磨殆盡,興趣也就隨之消失了。最靠譜的方式就是段帶式進階,將一個非常宏大的目標拆解成多個階段性目標。在當前能力水平下,最近的階段性目標只需要我們稍作努力跳跳腳就可以完成的,這樣我們就能持續地收穫小糖豆,從而激發更大好奇心和更強的戰鬥力,一步一個臺階地順利抵達最初設定的大目標。

因此,我推薦從難度較小的前後端分離來啓動微服務化改造。那爲什麼前後端分離適合作爲切入點呢?這源於對大量用戶案例的分析和總結,接下來我們一起看看這當中蘊含的邏輯。通常,我們可以按照下面三種規則將單體式拆解成微服務:

按業務類型分,每個組件負責不同的業務,彼此之間松耦合。

按技術類型分,某些特性只能採用特定的語言或框架來實現。

按地域邊界分,研發團隊分佈在不同地方,受溝通成本限制。

按照上述規則看,前後端是否適合拆成兩個組件呢?從整體感覺看,前端就像要接待客戶的崗位,必須把自己收拾的乾乾淨淨,給客戶留下好印象,而後端就像後援崗位的程序員,日常主要跟機器打交道,怎麼舒服怎麼穿。

從功能定位看,前端擔負人機交互,關注業務流程,後端負責算法數據,關注運算邏輯。從質量屬性看,前端看重易用性、美觀度等,後端看重擴展性、可用性和性能等。從資源需求看,前端主要消耗內存和帶寬,後端主要消耗CPU。從迭代頻次看,前端需要不斷試錯,變化要遠高於後端。從技能要求看,前端主攻HTML /CSS/JS等,研究怎樣跟人交互更高效順暢,後端主攻高級編程語言等,研究怎樣跟機器打交道更高效穩定。

按上述分析看,前後端是非常適合拆開的。在雲計算時代到來之前,即移動互聯網時代,爲了跨終端,前後端分離就已經開始流行了,應該說有比較成熟的用戶基礎了。同時,從前後端分離架構的邏輯、過程等視圖看,這套方案相對簡單,容易上手,非常適合作爲微服務化改造的第一步。 在此方案中,我們只需要引入接入層網關和開發框架(SpringBoot) ,前者用於承載前端組件,後者降低開發難度。接入層網關,通常以Nginx、OpenRestry、Kong等開源中間件爲基礎擴展,支持從服務治理平臺接收控制指令,實現前端熱發佈和頁面級灰度。另外,利用中間件本身的插件機制來實現業務需求定製。

前端組件可以採用React、Vue等框架開發,發佈時將HTML/CSS/JS等靜態資源打成ZIP包。

後端組件將服務封裝成HTTP RESTful API,發佈時打成特定的壓縮包,例如: FatJAR、 WAR等。

前端以AJAX方式調用後端服務,報文采用JSON格式編碼。

接入層網關會對客戶端(瀏覽器)的請求做路由轉發,靜態資源請求在本地處理,動態服務請求轉給後端。

分步驟演進至全微服務架構

俗話說萬事開頭難,將前後端分離作爲切入點,我們可以輕鬆地開啓微服務化改造之旅。接下來,我們如何一步步趨近至全微服務架構呢?以JAVA領域爲例,如下圖所示,典型的微服務架構主要包含下列組件:

接入層網關,負責將流量落地並對其進行安全檢測,然後分流靜態和動態請求。另外,前端組件的靜態資源會部署在它裏面。常見的開源產品有: Nginx. OpenRestry、 Kong等。

應用開發框架,用於措建應用的骨架,例如: Spring Boot。歷經十五年左右的發展,Spring已經進化至5.x版本,在功能越來越強大的同時也變得越來越複雜,Spring Boot以習慣優於配置的理念對Spring做了封裝簡化,這樣新用戶就不需要硬磕十幾年的技術沉澱,降低使用門檻高更容易上手。

微服務網關,負責將請求路由至後端的微服務,客戶端不用關心後臺具體由哪些微服務構成。另外,它還可以幫後端實現一些通用的橫切面功能,例如:身份認證、操作鑑權、請求校驗、安全檢測、灰度發佈、流量管控等。常見的開源產品有: Netlix Zuul、Spring Cloud Gateway等。

服務註冊中心,負責匯聚後端微服務的實例地址、狀態等信息,以便微服務網關或消費方查詢服務信息。有了它的協助,微服務就可以越拆越小,彈性伸縮也可以變得自動化。常見的開源產品有: Eureka、Nacos、Consul等。

統一配置中心,負責管理每個微服務在不同環境、集羣中的動態配置, 配置 更新後可以實時地推送至對應微服務實例上,並及時生效。它可以簡化大規模分佈式系統配置的管理維護。常見的開源產品有: SpringCloud Config、Appollo等。

通常,每個微服務都存在身份認證、操作鑑權、請求校驗、安全檢測、灰度發佈、流量管控等需求,這些屬於橫切面或通用功能,非常適合在微服務網關上實現,這樣就不需要每個微服務重複實現上述功能了。像Nettlix Zuul、Spring Cloud Gateway等開源中間件,它們都支持過濾器Filter模式,我們可以基於此來擴展定製各種橫切面或通用功能,讓後端組件專注於業務,通過架構升級進一步細化分工 和加強合作。

在前後端分離的基礎上,我們不斷迭代、試錯和演進,逐步找到了用戶歡迎的業務形態,用戶量開始不斷增長。接着,我們就會進一步豐富業務,這時候後端組件也需要拆解成多個微服務組件了。爲了支持後端多個微服務組件,我們就需要引進服務註冊中心,支持服務的動態註冊與發現。在統一配置中心、服務治理平臺、調用鏈路追蹤、日誌監控等輔助系統協助之下,整個系統就演進至較完整的微服務架構了。至此,我們就可以實現服務治理、灰度發佈等高級特性了。再往後我們就需要根據業務類型來決定是否引入分佈式事務、分佈式調度等解決方案了。

微服務倡導專業分工,每個組件都專注於各自的業務領域;微服務倡導精益創業,通過最小化可行產品(MVP)不斷驗證市場;微服務倡導敏捷迭代,通過灰度發佈在線滾動升級系統。同樣,我們在引|進微服務架構時也建議遵循上述原則,從實際需求出發,逐步演進至全套微服務架構,沒有必要一次性採用全部套件。 爲了降低採用新技術棧時的風險,我們可以從邊緣系統開始微服務改造,等團隊對新技術掌握的更好之後再開始改造核心系統。

綜上所述,這種分離模式的方式有幾個好處:

前後端技術分離,可以由各自的專家來對各自的領域進行優化,這樣前端的用戶體驗優化效果會更好。分離模式下,前後端交互界面更加清晰,就剩下了接口和模型,後端的接口簡潔明瞭,更容易維護。前端多渠道集成場景更容易實現,後端服務無需變更,採用統一的數據和模型,可以支撐前端的web UI/移動App等訪問。

後端分離意味着,前後端之間使用JSON來交流,兩個開發團隊之間使用API作爲契約進行交互。從此,臺選用的技術棧不影響前臺。前後端分離並非僅僅只是前後端開發的分工,而是在開發期進行代碼存放分離、前後端開發職責分離,前後端能夠獨立進行開發測試;在運行期進行應用部署分離,前後端之間通過HTTP請求進行通訊。

前後端分離的開發模式與傳統模式相比,能爲我們提升開發效率、增強代碼可維護性,讓我們有規劃地打造一個前後端並重的精益開發團隊,更好地應對越來越複雜多變的Web應用開發需求。前後端分離的核心: 後臺提供數據,前端負責顯示。

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