面試官:微服務如何拆分?需要考慮什么因素?
候選人:一般按照功能拆分
面試官:還有嗎?
候選人:唔……
要拆分微服務,首先我們要了解微服務拆了會有什么問題?怎么合理拆服務?
拆分服務會帶來什么問題?
舉個電商系統下單扣庫存的例子。
對于單體應用,通訊在進程內部進行,下單方法調用扣庫存方法,有問題就回滾事務,利用數據庫同一個Session會話的ACID特性干活,保證數據的強一致性,即使在調用下單方法成功后應用崩潰,數據也不會提交到數據庫,不會產生臟數據。
而拆分成各個微服務后,代碼、數據庫進行了隔離,下單扣庫存邏輯變成了訂單服務通過RPC調用庫存服務,由于不受同一個數據庫Session會話控制,就必然會存在因業務處理失敗、應用崩潰、網絡通訊異常等一系列問題導致的數據不一致。
這是一個典型的復雜度轉移的例子——單體應用的代碼復雜度轉移到了微服務之間的通訊復雜度,整體的復雜度并沒有降低。
回到經典的分布式CAP定理:數據一致性、可用性、分區容錯性,三者取其二。
CAP是分布式系統中三個維度的“客戶承諾”:
- 一致性:要么我給你返回一個錯誤,要么我給你返回絕對一致的最新數據,強調數據正確。
- 可用性:我一定會給你返回數據,不會給你返回錯誤,但不保證數據最新,強調的是服務不出錯。
- 分區容錯性:我會一直運行,不管我的內部出現何種數據同步問題,強調的是不掛掉。
為了解決數據一致性問題,業界又引入了各種一致性保障機制,比如BASE理論(基本可用、軟狀態、最終一致)、分布式事務DTP模型(XA協議、TCC協議)、JTA模型等等,根據對數據一致性的要求又劃分為強一致性、弱一致性、最終一致性的方案,在分布式系統中通過一系列措施來保證ACID。
在實際互聯網項目開發中,分布式事務不宜設計得太重,通常來說異步的場景使用事務性MQ來解決,比如RabbitMQ、Kafka、RocketMQ等;同步的場景使用業務狀態機來規避它們,比如訂單分正向銷售單、逆向售后單,單據有不同維度的狀態,比如支付狀態、退款狀態、物流狀態、開票狀態等等,對于出錯的環節進行客戶干預、系統告警或客服干預,暫時停留在異常節點,這里的“狀態”可以理解為BASE理論中的軟狀態。
說到底還是用BASE理論指導生產。
說那么多,我們通過拆分微服務,提高了系統的分區容錯性與可用性,卻犧牲了單體應用的一致性優勢,所以說,不要為了拆而拆,拆服務也需要合理“動機”,那什么樣的“動機”是合理的呢?
如何合理拆分微服務?
OK,了解了服務拆分帶來的問題后,我們拆服務就得更加嚴謹了,那怎么合理拆呢?
這里提供一些思路。
一、按單一職責拆
還是以我們的電商平臺舉例,一開始我們最核心的OMS訂單系統做了特別多事情,包括:用戶、下單、商品、庫存、出入庫、營銷……
隨著公司業務快速增長,OMS代碼激增,新增/修改一個功能就要影響幾乎整個鏈路,穩定性降低,也大大增加了風險,運維變得十分困難,這時不得不把各個模塊剝離出來,獨立成為UC用戶服務、PMS商品服務、CIS中央庫存服務、WMS出入庫服務、MCS營銷中心等等。
我們按照單一職責的劃分原則,每一個獨立的服務只提供該業務領域的核心功能,繼而每個獨立的服務演化出更為豐富的功能,數據庫也進行垂直拆分提供應用獨立訪問,并且每個服務提供雙節點保證高可用。
二、按團隊組織架構拆
這里必須提一提軟件架構設計中的第一定律——康威定律。
康威定律是馬爾文·康威1967年提出的:“設計系統的架構受制于產生這些設計的組織的溝通結構。”通俗地來講:產品必然是其(人員)組織溝通結構的縮影。
康威定律可總結為以下四個定律:
第一定律:組織溝通方式會通過系統設計表達出來。
這條定律重點是講組織架構和溝通對系統設計的影響。
組織的溝通和系統的設計之間緊密相連,特別是復雜系統,解決好人與人的溝通才能有一個更好的系統設計。
溝通的問題會帶來系統設計的問題,進而影響整個系統的開發效率和最終產品結果,這也是為什么互聯網公司都追求小團隊的原因之一。
第二定律:時間再多一件事情也不可能做得完美,但總有時間做完一件事情。
人手永遠是不夠的,事情永遠是做不完的,但可以一件一件來。
這不就是軟件行業中“敏捷開發”模式所解決的問題嗎,面對這樣的狀況,敏捷開發可以做到不斷迭代、持續交付、快速驗證和反饋,并持續改進。
再牛的開發也會寫出BUG,再全面的測試覆蓋率也無法測出所有的問題,解決方案不是消滅這些問題,是容忍一些問題的存在,然后通過適當的設計(冗余、監控、高可用設計),當問題發生時能夠快速解決。
幾個開發人員的小公司,去追求微服務、中臺架構、這是追求完美嗎?
不是,這是找死。
好的架構不是買來的,也不是設計出來的,而是根據業務落地生根長期演化來的。
第三定律:線型系統和線型組織架構間有潛在的異質同態特性。
這一定律是第一定律的具體應用。
想象一下如果公司的架構是這樣的:
團隊是分布式,每個團隊都包含產品、研發、測試、運維等角色,而此時系統是單體應用,那項目溝通和協調的成本是巨大的,弄不好還會打起來。
如果將單塊的系統拆分成微服務,每個團隊負責自己的部分,對外提供對應的接口即可,互不干擾,系統效率將得到提升,這與軟件設計中的高內聚、低耦合是相通的。
直白地說就是想要什么樣的系統就搭建什么樣的團隊,有什么樣的團隊就搭建什么樣的系統,需要前后端分離的系統就搭建前后端分離的團隊;反之,擁有前后端分離的團隊就可以設計前后端分離的系統。
第四定律:大的系統組織總是比小系統更傾向于分解。
“話說天下大勢,分久必合,合久必分。”系統越復雜,越需要增加人手,人手越多,溝通成本也呈指數增長,分而治之便是大多數公司選擇的解決方案,分不同的層級,分不同的小團隊,讓團隊內部完成自治理,然后統一對外溝通。
我們試著從康威定律來推導系統的架構演進方向,自然知道微服務的拆解粒度了。
SOA 也好、微服務也好,解決的根本問題是團隊分工問題,這是大型軟件發展的必然,不因為人的喜好而改變,當你讀懂康威定律,就會發現“服務拆分粒度難以準確把握”根本不是本質問題,你有幾個 2 pizza 團隊,最好就拆成幾個微服務。
只有一個開發人員時,盡量就做單體應用,不要沒事找刺激拆成 10 個微服務,最終這個開發人員還會把他合成一個。
微服務要求縱向的 2 pizza 團隊(無數個小團隊,包含開發、測試、運維),如果團隊還是處在橫向結構的場景下(開發、運維、測試各是一個團隊),比如說一些傳統大型企業,去實施微服務會讓他們很痛苦,尤其是運維團隊。
總結一下
具體實踐建議:
我們要用一切手段提升溝通效率,比如slack,github,wiki。能2個人講清楚的事情,就不要拉更多人,每個人每個系統都有明確的分工,出了問題知道馬上找誰,避免踢皮球。
通過MVP的方式來設計系統,通過不斷的迭代來驗證優化,系統應該是彈性設計的。
你想要什么樣的系統設計,就架構什么樣的團隊,能扁平化就扁平化。最好按業務來劃分團隊,這樣能讓團隊自然的自治內聚,明確的業務邊界會減少和外部的溝通成本,每個小團隊都對自己的模塊的整個生命周期負責,沒有邊界不清,沒有無效的扯皮,inter-operate, not integrate。
做小而美的團隊,人多會帶來溝通的成本,讓效率下降。亞馬遜的Bezos有個逗趣的比喻,如果2個披薩不夠一個團隊吃的,那么這個團隊就太大了。事實上一般一個互聯網公司小產品的團隊差不多就是7,8人左右。
總之,只要說得清楚,運維能力又能跟上,服務拆分一般就是合理的!
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