《Spring Cloud微服務架構進階》——1.2　微服務架構的流派

1.2　微服務架構的流派

常見的微服務架構方案有四種，分別是ZeroC IceGrid、基于消息隊列、Docker Swarm和Spring Cloud。下面分別介紹這四種方案。

1. ZeroC IceGrid

ZeroC IceGrid是基于RPC框架Ice發展而來的一種微服務架構，Ice不僅僅是一個RPC框架，它還為網絡應用程序提供了一些補充服務。Ice是一個全面的RPC框架，支持C++、C#、Java、JavaScript、Python等語言。IceGrid具有定位、部署和管理Ice服務器的功能，具有良好的性能與分布式能力，下面具體介紹IceGrid的功能。

Ice的DNS。DNS用于將域名信息映射到具體的IP地址，通過域名得到該域名對應的IP地址的過程叫做域名解析。IceGrid為Ice提供了類似的服務：它允許Ice客戶端通過簡單的名稱來查找Ice對象。Ice客戶端可以通過提供此對象的完整尋址信息來訪問服務器中的Ice對象，例如chatRoom1：ssl -h demo.zeroc.com -p 10000。這樣的硬編碼雖然很簡單，但缺乏靈活性。因為需要為Ice服務器（本例中端口為10000）選擇一個固定的端口號，因此將Ice服務器移到不同的主機上需要更新其客戶端。

IceGrid提供了對這種尋址信息使用符號名稱的選項，例如chatRoom1@chatRoomHost。當Ice客戶端嘗試訪問chatRoomHost中的對象時，它會要求IceGrid提供與此符號名稱關聯的實際地址。例如，IceGrid返回-h demo.zeroc.com -p 65431，客戶端就可以直接并透明地連接到服務器。IceGrid架構如圖1-2所示。

圖1-2　IceGrid架構圖

服務器部署。若直接通過IP地址+端口號的方式，當Ice客戶端嘗試連接到未運行的服務器時，連接將會失敗。通過符號或間接尋址，IceGrid有機會檢查目標服務器是否正在運行，并在服務器未運行時啟動或重新啟動服務器。可以配置IceGrid以各種方式啟動服務器：手動（通過管理命令）、按需（無論何時請求服務器）和IceGrid始終保持服務器運行。

服務器的復制。IceGrid允許部署同一服務器的多個副本，并可以配置IceGrid將符號名稱解析到此服務器副本的策略。可以在所有副本中對客戶端進行負載平衡，或者使用主備配置，客戶端只要保持可用狀態，就使用主備配置。

管理和監控。IceGrid的管理工具可以完全控制已部署的應用程序。諸如啟動服務器或修改配置設置等活動只需單擊鼠標即可。圖1-3為IceGrid管理工具的界面。

IceGrid當前最新的版本為3.7.1，在3.6版本之后增加了容器化的運行方式。總的來說，IceGrid作為微服務架構早期的實踐方案，其流行時間并不是很久，當前國內選用這種微服務架構方案的公司非常少。

2.基于消息隊列

在微服務架構的定義中講到，各個微服務之間使用“輕量級”的通信機制。所謂輕量級，是指通信協議與語言無關、與平臺無關。微服務之間的通信方式有兩種：同步和異步。同步方式有RPC，REST等；除了標準的基于同步通信方式的微服務架構外，還有基于消息隊列異步方式通信的微服務架構。

圖1-3　IceGrid Admin

在基于消息隊列的微服務架構方式中，微服務之間采用發布消息與監聽消息的方式來實現服務之間的交互。圖1-4是一個簡單的電商系統中商品服務、用戶服務、訂單服務和庫存服務之間的交互示意圖，可以看到消息中間件（MQ）是關鍵，它負責連通各個微服務，承擔了整個系統互聯互通的重任。

基于消息隊列的微服務架構是全異步通信模式的一種設計，各個組件之間沒有直接的耦合關系，也不存在服務接口與服務調用的說法，服務之間通過消息來實現彼此的通信與業務流程的驅動。基于消息隊列的微服務架構應用的案例并不多，更多地體現為一種與業務相關的設計經驗，每個公司都有不同的實現方式，缺乏公認的設計思路與參考架構，也沒有形成一個知名的開源平臺。因此，如要實施這種微服務架構，需要項目組自己從零開始去設計實現一個微服務架構基礎平臺，這可能會造成項目的成本較高且風險較大，決策之前需要進行全盤思考與客觀評價。

3. Docker Swarm

Swarm項目是Docker公司發布的三劍客中的一員，用來提供容器集群服務，目的是更好地幫助用戶管理多個Docker Engine，方便用戶使用。通過把多個Docker Engine聚集在一起，形成一個大的Docker Engine，對外提供容器的集群服務。同時這個集群對外提供Swarm API，用戶可以像使用Docker Engine一樣使用Docker集群。

如圖1-5所示Docker三劍客包括：Machine、Compose和Swarm。通過Machine可以在不同云平臺上創建包含docker-engine的主機。Machine通過driver機制，支持多個平臺的docker-engine環境的部署。Swarm將每一個主機上的docker-engine管理起來，對外提供容器集群服務。Compose項目主要用來提供基于容器的應用的編排。用戶通過yaml文件描述由多個容器組成的應用，然后由Compose解析yaml文件，調用Docker API，在Swarm集群上創建對應的容器。Swarm集群結構如圖1-6所示。

圖1-5　Docker三劍客

圖1-6　Docker Swarm結構

從圖1-6中我們看到一個Swarm集群中有兩種角色的節點：

Manager：負責集群的管理、集群狀態的維持及將任務（Task）調度到工作節點上等。

Worker：承載運行在Swarm集群中的容器實例，每個節點主動匯報其上運行的任務并維持同步狀態。

Docker Swarm對外提供Docker API，自身輕量，學習成本、二次開發成本都比較低，是一個插件式框架。從功能上講，Swarm是類似于Google開源的Kubernetes微服務架構平臺的一個產品。

4. Spring Cloud

Spring Cloud是一個基于Spring Boot實現的云應用開發工具，是一系列框架的集合，當添加這些工具庫到應用后會增強應用的行為。Spring Boot秉持約定優于配置的思想，因此可以利用這些組件基本的默認行為來快速入門，并在需要的時候可以配置或擴展，以創建自定義解決方案。

Spring Cloud利用Spring Boot的開發便利性，巧妙地簡化了分布式系統基礎設施的開發，如服務發現注冊、配置中心、消息總線、負載均衡、斷路器、數據監控等，都可以基于Spring Boot組件進行開發，做到一鍵啟動和部署。Spring Cloud并沒有重復制造輪子，它只是將目前比較成熟、經得起實際考驗、優秀的開源服務框架組合起來，通過Spring Boot進行封裝，屏蔽掉復雜的配置和實現原理，最終給開發者留出了一套簡單易懂、易部署和易維護的分布式系統開發工具包。

以下為Spring Cloud的核心功能：

分布式/版本化配置

服務注冊和發現

服務路由

服務和服務之間的調用

負載均衡

斷路器

分布式消息傳遞

還有很多基礎的功能沒有列出，每個功能對應Spring Cloud中的一個組件，包括 Spring Cloud Config、Spring Cloud Netflix（Eureka、Hystrix、Zuul、Archaius …）、Spring Cloud Bus等組件。

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