微服务（Microservices）——Martin Flower【翻译】

微服务

在过去几年中，“微服务架构”这一术语如雨后春笋般涌现出来，它描述了一种将软件应用程序设计为一组可独立部署的服务的特定方式。虽然这种架构风格没有明确的定义，但在组织、业务能力上有一些共同的特征：自动化部署，端点智能化，语言和数据的去中心化控制。

“微服务” – 软件架构拥挤大街上的有一个新术语。虽然我们自然的倾向是轻蔑的一瞥将它一带而过，然而我们发现这一术语描述了一种越来越吸引人的软件系统风格。我们已看到，在过去的几年中有许多项目使用了这种风格，并且到目前为止结果都还不错，以致于这已变成了我们同事在构建企业级应用程序时默认使用的架构风格。然而，遗憾的是并没有太多的信息来概述什么是微服务风格以及怎样用这种风格。

简单来说，微服务架构风格是一种将一个单一应用程序开发为一组小型服务的方法，每个服务运行在自己的进程中，服务间通信采用轻量级通信机制(通常用HTTP资源API)。这些服务围绕业务能力构建并且可通过全自动部署机制独立部署。这些服务共用一个最小型的集中式的管理，服务可用不同的语言开发，使用不同的数据存储技术。

与单体风格作对比有助于开始解释微服务风格：单体应用程序被构建为单一单元。企业级应用程序通常由三部分组成：客户端侧用户接口(由运行于开发机上的浏览器里的HTML页面和Javascript组成)，数据库(由插入到通用关系型数据库管理系统中的许多数据表格组成)，服务端应用程序。服务端应用程序处理HTTP请求，执行领域逻辑，从数据库中检索、更新数据，选择、填充将要发送到浏览器的HTTP视图。服务端应用程序是一个单一的逻辑可执行单体。系统的任何改变都将牵涉到重新构建和部署服务端的一个新版本。

这样的单体服务器是构建这样一个系统最自然的方式。处理请求的所有逻辑都运行在一个单一进程中，允许你使用编程语言的基本特性将应用程序划分类、函数和命名空间。你认真的在开发机上运行测试应用程序，并使用部署管道来保证变更已被正确地测试并部署到生产环境中。该单体的水平扩展可以通过在负载均衡器后面运行多个实例来实现。

单体应用程序可以是成功的，但人们日益对他们感到挫败，尤其是随着更多的应用程序被部署在云上。变更周期被捆绑在一起 —— 即使只变更应用程序的一部分，也需要重新构建并部署整个单体。长此以往，通常将很难保持一个良好的模块架构，这使得很难变更只发生在需要变更的模块内。程序扩展要求进行整个应用程序的扩展而不是需要更多资源的应用程序部分的扩展。

微服务采用不同的分割方法，划分成围绕业务能力组织的服务。这些服务采取该业务领域软件的宽栈实现，包括用户接口、持久化存储和任何外部协作。因此，团队都是跨职能的，包括开发需要的全方位技能：用户体验、数据库、项目管理。

对跨微服务的数据来说，去中心化责任对管理升级有影响。处理更新的常用方法是在更新多个资源时使用事务来保证一致性。这个方法通常用在单体中。

像这样使用事务有助于一致性，但会产生显著地临时耦合，这在横跨多个服务时是有问题的。分布式事务是出了名的难以实现，因此微服务架构强调服务间的无事务协作，对一致性可能只是最后一致性和通过补偿操作处理问题有明确的认知。

对很多开发团队来说，选择用这样的方式管理不一致性是一个新的挑战，但这通常与业务实践相匹配。通常业务处理一定程度的不一致，以快速响应需求，同时有某些类型的逆转过程来处理错误。这种权衡是值得的，只要修复错误的代价小于更大一致性下损失业务的代价。

基础设施自动化

在过去的几年中，基础设施自动化已经发生了巨大的变化，特别是云和AWS的演化已经降低了构建、部署和运维微服务的操作复杂度。

许多使用微服务架构的产品或者系统，它们的团队拥有丰富的持集部署以及它的前任持续集成的经验。团队使用这种方式构建软件致使更广泛的依赖基础设施自动化技术。下图说明这种构建的流程：

容错性设计

使用服务作为组件的一个结果在于应用需要有能容忍服务的故障的设计。任务服务可能因为供应商的不可靠而故障，客户端需要尽可能的优化这种场景的响应。跟整体构架相比，这是一个缺点，因为它带来的额外的复杂性。这将让微服务团队时刻的想到服务故障的情况下用户的体验。Netflix 的Simian Army可以为每个应用的服务及数据中心提供日常故障检测和恢复。

这种产品中的自动化测试可以让大部分的运维团队正常的上下班。这并不意味着整体构架的应用没有这么精巧的监控配置，只是在我们的经验中它并不常见。

由于服务可以随时故障，快速故障检测，乃至，自动恢复变更非常重要。微服务应用把实时的监控放在应用的各个阶段中，检测构架元素（每秒数据库的接收的请求数）和业务相关的指标（把分钟接收的定单数）。监控系统可以提供一种早期故障告警系统，让开发团队跟进并调查。

对于微服务框架来说，这相当重要，因为微服务相互的通信可能导致紧急意外行为。许多专家车称赞这种紧急事件的价值，但事实是这种紧急行为有时是灾难。监控是至关重要的，它能快速发现这种紧急不良行为，让我们迅速修复它。

整体架构，跟微服务一样，在构建时是通明的，实情上，它们就是这样子的。它们不同之处在于，你需要清楚的认识到不同进程间运行的服务是不相关的。库对于同一进程是透明的，也因此不那么重要了。

微服务团队期望清楚的监控和记录每个服务的配置，比如使用仪表盘显示上/下线状态、各种运维和业务相关的指标。对断路器（circuit breaker）状态、目前的吞吐量和时延细节，我们也会经常遇到。

设计改进

微服务实践者，通常有不断改进设计的背景，他们把服务分解成进一步的工具。这些工具可以让应用开发者在不改变速度情况下，控制都他们的应用的需求变更。变更控制不意味首减少变更，而是使用适当的方式和工具，让它更加频繁，至少，很好让它变得可控。

不论如何，当你试图软件系统拆分成组件时，你将面临着如何拆分的问题。那么我们的决定拆分我们应用的原则是什么呢要的因素，组件可以被独立替换和更新的，这意味着我们寻找的关键在于，我们要想象着重写一个组件而不影响它们之前的协作关系。事实上，许多的微服务小组给它进一步的预期：服务应该能够 废的，而不是要长久的发展的。

Guardian 站就是这方面的一个优秀的例子，它初期被设计和构建成一个整体架构，但它已经向微服务的发展了。整体构架仍然是它 站的核心，但是他们使用微服务来增加那些使用整体架构API的新特性。这种方法增加这些临时的特性非常方便，比如运动新闻的特稿。这样站点的一个部分可以使用快速的开发语言迅速整合起来，当它过时后可以一次性移除。我们发现一家金融机构用相似的方法增加新的市场营销活动，数周或者几个月后把它撤销。

可代替是模块化开发中的一个特例，它是用模块来应对需要变更的。你希望让变更是相同模块，相同周期中进行变化而已。系统的某些很小做变更部分，也应该放在不同的服务中，这样它们更容易让它们消亡。如果你发现两个服务一直重复的变更时，这就是一个要合并它们的信 了。

把组件改成服务，增加了细化发布计划的一个机会。整体构架的任务变更需要整个应用的完整的构建和发布。然而，使用微服务，你只需要发布你要修改的服务就可以了。这将简化和加速你的发布周期。缺点是你需要为一个变更服务发布可能中断用户的体验而担心。传统的集成方法是使用版本来处理这些问题，但是微服务版本仅是最后的通告手段。我们需要在设计服务时尽可能的容忍供应商的变更，以避免提供多个版本。

微服务是未来吗/h2>

我们写这篇文章的主要目的在于解释微服务的主要思想和原则。但是发现做这事的时候，我们清醒的认识到微服务构架风格是一个非常重要的想法：一个值得企业应用中认真考虑的东西。我们最近使用这种风格构建了几个系统，认识那些也使用和喜欢这种方法的爱好者。

我们认识的使用这种方式的先行者，包含亚马逊、Netflix、The Guardian、The UK Government Digital Service、realestate.com.au、Forward和comparethemarket.com。2013看的巡回会议充满了向正在想成为微服务一分子的公司，包含Travis CI。此外，大量的组件正在从事我们认为是微服务的事，只是没有使用微服务的名字而已。（通常，它们被打上SOA的标签，尽管，我们认为SOA有许多不同的地方。）

尽管有这些积极的经验，然后，我们也不急于确认微服务是未来软件架构方向。至今为止，我们的经验与整体风格的应该中相比出来的是有优势的，但是我们意识知这样的事实，我们并没有足够的时间来证明我们的论证。

你所使用的架构通常是你开发出来后，使用的几年的实际成果。我们看到这些工程是在一个优秀的团队，带着对模块化的强烈追求，使用在过去几年中已经衰退的整体架构构建出来的。许多人相信，这种衰退不太可能与微服务有关，因为服务边界是清晰的并且很难再完善的。然而，当我们还没看到足够多的系统运行足够长时间时，我们不能肯定微服务构架是成熟的。

当然，还有原因就是，有人期望微服务构架不够成熟。在组件化方面的任何努力，其成功都依赖于软件如何拆分成适合的组件。指出组件化的准确边界应该在那，这是非常困难的。改良设计要承认边界的权益困境和因此带来的易于重构的重要性。但是当你的组件是被远程通信的服务时，重构比进程内的库又要困难的多。服务边界上的代码迁移是困难的，任务接口的变更需要参与者的共同协作，向后兼容的层次需要被增加，测试也变更更加复杂。

另一个问题在于，如果组件并没有清晰的划分，你的工作的复杂性将从组件内部转向组件间的关系。做这事不仅要围绕着复杂，它也要面对着不清晰和更难控制的地方。很容易想到，当你在一个小的、简单的组件内找东西，总比在没有关系的混乱的服务间要容易。

最后，团队技能也是重要的因素。新的技术倾向于被掌握更多的技能的团队使用。但是掌握多技能的团队中使用的技巧在较少技能的团队中并不是必需的。我们发现大量的少技能的团队构建混乱的整合构架，但是它要花时间去证明使用微服务在这种情况下会发生什么。一个糟糕的团队通常开发糟糕的系统：很难说，微服务在这种情况下是否能帮助它们，还是破坏它们。

一个理性的争议在于，我们听说，你不应该从微服务构架开始做。最好从整体构架开发，做模块化开发，然后当整体构架出现问题是再把模块化拆分成服务。（尽管这种建议不是好主意，因为一个好的进程内接口并不是一个好的服务接口。）

因此我们持这种谨慎的乐观。到目前为止，我们还没有足够认识，关于微构架能否被大范围的推广。我们不能肯定的说，我们要终结什么，但是软件开发的挑战在于你只能在不完整的信息中决定你目前要处理的问题。

其它

微服务系统多大

虽然，“微服务”已成为这种架构风格的代称，这个名字确实会导致不幸的聚焦于服务的大小，并为“微”由什么组成争论不休。在与微服务实践者的对话中，我们发现有各种大小的服务。最大的服务 道遵循亚马逊两匹萨团队(也就是，整个团队吃两个披萨就吃饱了)的理念，这意味着团队不超过12个人。在更小的规模大小上，我们看到这样的安排，6人团队将支持6个服务。

这导致这样一个问题，在服务每12个人和服务每1个人的大小范围内，是否有足够打的不同使他们不能被集中在同一微服务标签下。目前，我们认为最好把它们组合在一起。但随着深入探索这种风格，我们一定有可能改变我们的看法。

微服务与SOA

当我们谈论微服务时，一个常见问题是它是否仅仅是十年前我们看到的面向服务的架构(SOA)。这一点是有可取之处的，因为微服务风格和SOA赞同的某些主张十分相似。尽管如此，问题在于SOA意味的太多不同的东西了，而大多数时候，我们遇到的所谓的SOA和这里我们描述的风格明显不同，这种不同通常由于SOA专注于用于集成单体应用的ESB。

特别是我们已看到太多的搞砸的服务导向的实现，从趋向于隐藏ESB中的复杂性，到花费数百万并不产生任何价值的失败的多年举措，到积极抑制变化的集中治理模型，这有时很难看到过去的这些问题。

可以肯定的时，微服务 区中使用的许多的技术都开发者是从大型机构的整合服务经验中发展来的。Tolerant Reader模式就是这样的一个例子。由于互联 的发展，利用简单的协议这种方法，让它从这些经验传达的出来。这是从已经很复杂的集中式标准中的一种反模式，坦白的说，真让人惊叹。（无论何时，当你需要用一个服务来管理你的所有的服务，你就知道这很麻烦。）

SOA的这种常见表现使得一些微服务倡导者完全拒绝SOA标签，尽管其他人认为微服务是SOA的一种形式，也许服务导向做得对。无论哪种方式，事实上，SOA意味着如此不同的事情，这意味着有一个术语来更清晰地定义这种架构风格是有价值的。

多语言，多选择

JVM作为平台的成长就是在一个共同平台内混合语言的最新例子。几十年来，破壳到高级语言利用高层次抽象的优势已成为一种普遍的做法。如同下拉到机器硬件，用低层次语言写性能敏感的代码一样。然而，很多单体不需要这个级别的性能优化和常见的更高层次的抽象，也不是DSL的。相反，单体通常是单一语言的并趋向于限制使用的技术的数量

实践标准和强制标准

它有点尴尬，微服务团队倾向于避免这种通常由企业架构队伍定制的僵硬的强制标准，但是它们却非常乐于甚至推广这些开放的标准，如HTTP、ATOM、其它微规范。

关键的区别是如何定制标准和如何执行。由诸如IETF等组织管理的标准仅当在世界范围内有几个有用的实现时才变成标准，这往往会从成功的开源项目成长起来。

这些标准是远离企业世界的标准。往往被一个几乎没有近期编程经验的或受供应商过度影响的组织开发的。

让做对事更容易

我们发现，作为持续交付和持续部署的一个后果，增加自动化的一个副作用是创造有用的工具，以帮助开发人员和运营人员。用于创造人工制品、管理代码库、起立(standing up)简单服务或添加标准监控和日志记录的工具现在都是很常见的。web上最好的例子可能是Netflix’s的开源工具，但是包含Dropwizard在内的其它工具也被广泛的使用着。

断路器(circuit breaker)和产品中现有的代码

断路器(circuit breaker)出现在《Realease It!》一书中，与Bulkhead和Timeout这样的模式放在一起。实施起来，这些模式用于构建通信应用时相当的重要。Netflix的博客在解释它们的应用时，做了大量的工作

同步是有害的

任务时候，你在服务间的调用使用同步的方法，都会遇到宕机时间的乘积效应。简单的说，你的系统宕机时间是你系统的单独组件的宕机时间的乘积。你面临的选择使用异步或者管理宕机时间。在www.guardian.co.uk中，它们在新平台中使用一种简单的规则来实现它：在Netflix中每次用户请求的同步调用，他们重新设计的平台API都会把它构建成异步的API来执行。

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