微服務(wù)工具箱
現(xiàn)在你也許聽(tīng)到了這個(gè)新現(xiàn)象：微服務(wù)。如果你對(duì)此不熟悉也有興趣學(xué)習(xí)，歡迎參考上一篇文章。
這篇文章我們將討論 Micro - 一個(gè)開(kāi)源的微服務(wù)工具箱，Micro 提供了核心的必須工具來(lái)構(gòu)建和管理微服務(wù)。它包含了一系列由 golang 開(kāi)發(fā)的庫(kù)和工具，同時(shí)也通過(guò) Sidecar 特性與其他語(yǔ)言兼容。
在我們開(kāi)始了解 Micro 之前，我們討論一下為什么我們要把時(shí)間花費(fèi)在它上面。
開(kāi)發(fā)與部署
從我們過(guò)去在軟件工程領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)可以很清晰的看到，我們有這樣一種需求：專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)而不是部署。PasS 的解決方案是可行的，類(lèi)似 AWS，Google 和微軟的公司，提供了功能豐富的平臺(tái)，并快速的推進(jìn)著容器技術(shù)（container）。所有的這些讓我們點(diǎn)幾下鼠標(biāo)就能使用大規(guī)模計(jì)算服務(wù)。
新世界看著不錯(cuò)，你也許說(shuō)這解決了你所有的問(wèn)題，真的是這樣嗎?當(dāng)我們能接觸到大規(guī)模計(jì)算的能力時(shí)，仍然缺少工具來(lái)讓我們發(fā)揮出大規(guī)模計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。不僅如此，在這個(gè)新世界中，容器的生命周期變得更加短暫，在運(yùn)行時(shí)調(diào)度中不斷創(chuàng)建和銷(xiāo)毀。
規(guī)模的挑戰(zhàn)
另一個(gè)問(wèn)題是，正如我們一次又一次看到的，我們一直是巨型架構(gòu)的受害者。隨著功能需求的增加，現(xiàn)在的趨勢(shì)是在巨型系統(tǒng)上不斷增加功能，直到不斷增加的技術(shù)債務(wù)讓我們回天乏術(shù)。除此以外，隨著組織不斷擴(kuò)張工程師團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)者想要單獨(dú)的進(jìn)行代碼開(kāi)發(fā)，或者開(kāi)發(fā)功能時(shí)不被其他人 block,變得極其困難。
這是一種難以避免的需求：重新進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)，使用 SOA 或者微服務(wù)架構(gòu)。公司需要在研發(fā)上投入努力，在嘗試和錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)。現(xiàn)在正需要這樣一種工具來(lái)幫助我們構(gòu)建可擴(kuò)展系統(tǒng)，減少研發(fā)部門(mén)的阻礙，由在此領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的人士為大家提供建議。
了解 Micro
在 Micro 中我們構(gòu)建了一個(gè)微服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)，包括用于開(kāi)發(fā)的基本的工具、服務(wù)和解決方案。我們已經(jīng)構(gòu)建好了基礎(chǔ)的工具，這個(gè)工具與整個(gè)項(xiàng)目同名，也叫 Micro,這一工具讓我們更容易構(gòu)建可擴(kuò)展的架構(gòu)，提供效率。
讓我們更深入的挖掘 Micro 的特性。
Go Micro
Go Micro 是一個(gè) golang 編寫(xiě)的用于構(gòu)建微服務(wù)的插件化的 RPC 框架。它實(shí)現(xiàn)了服務(wù)創(chuàng)建、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)間通信需要的功能需求。任何優(yōu)秀的微服務(wù)架構(gòu)都需要解決這三個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題：服務(wù)發(fā)現(xiàn)、同步通信和異步通信。
Go Micro 包括以下這些包和功能：
- Registry：客戶端的服務(wù)發(fā)現(xiàn)
- Transport：同步通信
- Broker：異步通信
- Selector：節(jié)點(diǎn)過(guò)濾、負(fù)載均衡
- Codec：消息編解碼
- Server：基于此庫(kù)構(gòu)建RPC服務(wù)端
- Client：基于此庫(kù)構(gòu)建RPC客戶端
Go Micro 跟其他工具最大的不同是它是插件化的架構(gòu)，這讓上面每個(gè)包的具體實(shí)現(xiàn)都可以切換出去。舉個(gè)例子，默認(rèn)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)的機(jī)制是通過(guò) Consul，但是如果想切換成 etcd 或者 zookeeper 或者任何你實(shí)現(xiàn)的方案，都是非常便利的。官方實(shí)現(xiàn)的插件可以在這個(gè)地址看到：[github.com/micro/go-plugins]
插件化架構(gòu)的最大好處是你可以選擇你喜歡的平臺(tái)來(lái)支撐微服務(wù)架構(gòu)，但無(wú)需更改任何底層代碼。Go Micro 無(wú)需任何更改，只需要 import 你的插件，直接使用即可。
Go Micro 是編寫(xiě)微服務(wù)的切入點(diǎn)，readme 提供了說(shuō)明包括怎樣編寫(xiě)、運(yùn)行和查詢(xún)一個(gè)服務(wù)。這個(gè) greeter 示例可以參考：micro/examples/greeter ，更多的服務(wù)示例可以在這個(gè)工程看到： github.com/micro
Sidecar
Go Micro 提供了用 Golang 編寫(xiě)服務(wù)的方式，那么其他編程語(yǔ)言呢？我們?cè)鯓訕?gòu)建一個(gè)有兼容性的系統(tǒng)，讓任何人都能受益于 Micro？雖然 Micro 是用 golang 編寫(xiě)的，我們提供了一個(gè)快速且方便的方式，讓其他語(yǔ)言能夠接入。
Sidecar 是一個(gè)輕量級(jí)的組裝服務(wù)，概念上來(lái)說(shuō)就是將 Micro 的庫(kù)提供的功能，依附于其他語(yǔ)言的主程序中。Sidecar 本質(zhì)上是一個(gè)單獨(dú)運(yùn)行的服務(wù)，通過(guò) http 提供接口，其他語(yǔ)言通過(guò)接口使用 Go Micro 提供的功能。
Sidecar 的特性：
- 在服務(wù)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行注冊(cè)
- 發(fā)現(xiàn)其他服務(wù)
- 與主程序進(jìn)行健康檢查
- 作為代理與 RPC 系統(tǒng)通信
- 通過(guò) websocket 訂閱
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用 ruby 和 python 借助Sidecar 進(jìn)行使用的例子可以在這里看到 micro/examples/greeter，我們會(huì)提供更多示例，幫助理解 Sidecar 的使用。
API
服務(wù)之間請(qǐng)求調(diào)用是非常簡(jiǎn)單直接的，但外部調(diào)用就要復(fù)雜一些。具體的服務(wù)實(shí)例可能會(huì)崩潰，重新調(diào)度，并監(jiān)聽(tīng)隨機(jī)的端口。API 這個(gè)組件提供了一個(gè)接入點(diǎn)，外部的服務(wù)可以通過(guò)這個(gè) API 網(wǎng)關(guān)向內(nèi)部的服務(wù)發(fā)起請(qǐng)求。
API 提供了幾種不同的請(qǐng)求方式
/rpc
每個(gè)單獨(dú)的服務(wù)可以通過(guò) /rpc 這個(gè)接入點(diǎn)進(jìn)行訪問(wèn)，示例如下：
curl \
-d "service=go.micro.srv.greeter" \
-d "method=Say.Hello" \
-d "request={\"name\": \"John\"}" \
http://localhost:8080/rpc
{"msg":"Hello John"}
api.Request
API 也可以通過(guò)約定好的 URL 格式，請(qǐng)求到內(nèi)部的服務(wù)，這是 API 服務(wù)的一個(gè)強(qiáng)大功能。經(jīng)過(guò) URL 解析能將路徑轉(zhuǎn)換成實(shí)際的請(qǐng)求，示例如下
請(qǐng)求
GET /greeter/say/hello?name=John
將會(huì)處理成
service: go.micro.api.greeter (default namespace go.micro.api is applied)
method: Say.Hello
request {
"method": "GET",
"path": "/greeter/say/hello",
"get": {
"name": "John"
}
}
可以查看 protobuf 定義的這個(gè)接口實(shí)現(xiàn)：
// 內(nèi)部定義的接口
syntax = "proto3";
message Pair {
optional string key = 1;
repeated string values = 2;
}
message Request {
optional string method = 1; // GET, POST, etc
optional string path = 2; // e.g /greeter/say/hello
map<string, Pair> header = 3;
map<string, Pair> get = 4; // The URI query params
map<string, Pair> post = 5; // The post body params
optional string body = 6; // raw request body; if not application/x-www-form-urlencoded
}
message Response {
optional int32 statusCode = 1;
map<string, Pair> header = 2;
optional string body = 3;
}
使用示例可以在這里看到：Greeter API
反向代理
最后一個(gè) API 服務(wù)提供的功能是反向代理。正如上面例子中提到的，API 服務(wù)可以通過(guò)路徑解析到具體的服務(wù)，通過(guò)添加參數(shù) --api_handler=proxy 我們就可以支持 REST 風(fēng)格的請(qǐng)求。反向代理只需要簡(jiǎn)單的在運(yùn)行時(shí)添加 --api_handler=proxy 參數(shù)即可。
使用 API 構(gòu)建 RESTful 風(fēng)格的 API 可以在這個(gè)例子中看到：micro/examples/greeter/api
Web UI
web UI 提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的界面觀察運(yùn)行中的系統(tǒng)，也可以進(jìn)行一些交互。它提供了類(lèi)似 API 這樣的反向代理功能，我們的『web代理』也可以把開(kāi)發(fā)好的其他 web 應(yīng)用接入到 web UI 中，web UI 與 API 一樣仍然通過(guò)路徑解析實(shí)現(xiàn)與內(nèi)部服務(wù)的通信，通過(guò) websocket 我們可以實(shí)時(shí)了解運(yùn)行中系統(tǒng)的情況
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CLI
CLI 是一個(gè)命令行工具，讓我們可以觀察、交互和管理運(yùn)行中的服務(wù)，當(dāng)前的特性允許你查詢(xún)服務(wù)注冊(cè)，檢查服務(wù)的健康情況，也可以對(duì)服務(wù)進(jìn)行請(qǐng)求
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其他有意思的特性包括，CLI 可以使用 Sidecar 作為代理，只需要簡(jiǎn)單的設(shè)置參數(shù)：--proxy_address=example.proxy.com
組裝在一起
我們已經(jīng)寫(xiě)了一個(gè)全功能的示例，整體的執(zhí)行過(guò)程是這樣的：
-
HTTP GET請(qǐng)求到API服務(wù)，請(qǐng)求地址是：/greeter/say/hello with the query name=John -
API服務(wù)將請(qǐng)求解析并轉(zhuǎn)換成默認(rèn)的服務(wù)形式，服務(wù)名是go.micro.api.greeter，方法是Say.Hello -
API使用Go Micro，查詢(xún)注冊(cè)器中服務(wù)go.micro.api.greeter注冊(cè)的所有節(jié)點(diǎn)，根據(jù)負(fù)載均衡算法，選擇其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)，發(fā)出請(qǐng)求 -
go.micro.api.greeter服務(wù)收到請(qǐng)求，解析到結(jié)構(gòu)體，去注冊(cè)器查詢(xún)到go.micro.srv.greeter這個(gè)服務(wù)，發(fā)送請(qǐng)求 -
go.micro.srv.greeter服務(wù)處理完成后，返回相應(yīng)的內(nèi)容到go.micro.api.greeter -
go.micro.api.greeter轉(zhuǎn)換go.micro.srv.greeter服務(wù)的響應(yīng)內(nèi)容到api.Response，返回到API服務(wù) -
API服務(wù)解析請(qǐng)求，返回HTTP請(qǐng)求
整體流程如下：
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有更復(fù)雜的例子，比如 API 服務(wù)請(qǐng)求多個(gè)服務(wù)，組裝多個(gè)服務(wù)的返回內(nèi)容。示例如下：greeter service
總結(jié)一下就是： HTTP 請(qǐng)求發(fā)送到 Micro Api 服務(wù)，然后請(qǐng)求被解析到具體微服務(wù)的 api 服務(wù)，具體微服務(wù)的 api 服務(wù)再去請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的干活服務(wù)。
注意 Micro Api 并不需要我們?nèi)?shí)現(xiàn)，是 Micro 自帶的。
Demo
如果你想看看正在運(yùn)行中的系統(tǒng)，在這個(gè)頁(yè)面查看：web.micro.pm
我們運(yùn)行了一個(gè) Micro 在 Kubernetes 上，demo 是開(kāi)源的，可以運(yùn)行一下：github.com/micro/kubernetes
總結(jié)
Micro 提供了基礎(chǔ)的工具用于編寫(xiě)和管理微服務(wù)，Go Micro 包括了核心的必須功能：服務(wù)發(fā)現(xiàn)、客戶端、服務(wù)端和訂閱、發(fā)布。CLI 可以讓你與運(yùn)行中的服務(wù)進(jìn)行交互。Sidecar 可以讓你接入其他非 Micro 應(yīng)用。API 是一個(gè)單獨(dú)的接入點(diǎn)來(lái)調(diào)用內(nèi)部的服務(wù)。借助于插件化的接口，你可以靈活選擇各種組件來(lái)提升你的微服務(wù)。
