軟件產品架構中什么是單體架構SOA架構微服務架構？

面對微服務如火如荼的發展，很多人都在了解，學習希望能在自己的項目中幫得上忙，當你對微服務的廬山真面目有所了解后，接下來就是說服自己了，到底如何評估微服務，什么時候使用微服務，什么時間點最合適，需要哪些技術儲備和資源投入等等，這些都是你需要面對和解決的。

本文從單體架構，微服務架構，微服務風險評估，微服務落地條件等幾個方面探討微服務的落地過程，希望對你有所啟發。

講解微服務之前，我們先簡單了解下單體架構。

一、單體架構

單體架構的優點：

快速開發和驗證想法，證明產品思路是否可行投入資源和成本，包括人力和物力相對比較節約

單體架構的缺點：

隨著業務的復雜度增加，單體的靈活度會逐漸下降，比如：

IDE過載：隨著代碼量增加，代碼整體編譯效率下降。規模化：無法滿足團隊規模化高效開發。系統開發、測試、部署的沖突和效率低下等問題只能關注一套技術棧應用擴展性比較差海量用戶高并發訪問數量有限

單體適用場景：

架構設計的三大原則告訴我們，架構需要的是簡單、適度、演化。

對于項目起步階段，單體是最高效也是最節省成本的方式。因為初期階段，由于人力，成本，業務熟悉程度，微服務技術積累等因素，如何過度設計可能工期和復雜度會急劇上升，造成交付困難，問題百出，從而錯過了時間窗口。最合適，簡單的方式還是單體優先，這是創業公司的特點決定的。當然設計面向微服務的單體架構也是一種聰明的方法，這遵守了系統演化的法則。

單體分層目的：

無論采取何種維度的架構分層，分層的最核心目的是保證各層之間的差異足夠清晰，邊界足夠明顯，為將來可能產生的變化提供最容易、最小化的修改。比如客戶端要從安卓替換為IOS，底層無須任何改動，就像替換積木一樣。又比如，設備需要接入新的設備或協議，其他層也不需要做任何變化，可以無縫平滑接入任何設備。

建議

如果前期在業務不十分清晰，求的是驗證想法，證明產品思路是否可行性，并且業務量不大，僅限于省級范圍，建議只要對當前架構稍加改良升級就可以了，這樣改動量相對較小，且至少能支撐一定時間段的業務增長。

二、微服務架構

微服務的優勢

支撐的業務更加龐大，可以支撐海量用戶高并發和海量設備接入，支持分布式多機房，多區域部署，支持服務器無限擴容。支持私有云，公有云，混合云等部署方式。所以微服務是大多數互聯網公司的首選。

微服務的代價

技術門檻高：微服務包括，服務描述，注冊中心，服務框架，服務監控，服務追蹤，服務治理等幾大基本組件，以上每個組件缺一不可，每個組件展開又包括很多技術門檻，比如，容器技術，持續部署，DevOps等相關概念。復雜性增加：相對單體架構將所有功能打包部署在一起，集中地進行開發、測試和運維，微服務會將這些單體的服務進行拆分部署，業務拆分粒度是一個難點，拆分后服務聚合也是一個麻煩。因為服務粒度增加后，相互調用，相互依存，所以問題排查難度會增加，就需要一套完整的服務監控，服務跟蹤和治理的系統。觀念變化：微服務不僅僅是技術的升級，更是開發方式、組織架構、開發觀念的轉變。前期投入成本較高

微服務架構圖

微服務架構圖譜谷歌或Bing下，可以看到各種各樣的架構圖，源于業務和架構師自身的喜好或者粗細粒度，但是每個架構圖的基本組件和架構分層都差別不大，只是有的細一些，有的粗一下。比如有客戶端層，容器層(K8S)，API Gateway，微服務集群層，EventBus層是必須要有的，至于服務監控和服務跟蹤、服務治理本身就是一個完整的系統，粒度就沒有細了。基于這些概念，我把架構圖稍微細化一下，這里省去服務監控跟蹤和治理的部分，后續單獨抽離出來分析。

這邊的架構圖譜相對之前的架構圖，更加貼近業務，粒度也更細，雖然個別組件有所省略，比如跟蹤和治理部分。

以上架構圖主要分4層，每個層次遵循架構分層的核心思想：關注點分離，職責各異，邊界清晰。

第1層：客戶端：理論上包含一切可以聯網的設備，包括移動設備，Android、IoS、Pad、微信、微博、QQ、Web、各自瀏覽器、物聯網設備等等……

第2層：API網關：包括服務注冊，發現，認證授權，單點登錄，熔斷，限流……網關的知識點豐富，是微服務的核心之一。

假如網關對外提供統一的地址：www.jackyfei.com

第3層：微服務集群：包括各種具體的microservice，比如縱向劃分的業務服務(用戶服務，訂單服務，……)，橫向劃分的基礎或公共服務(元數據服務，公共服務……)

其他微服務的地址可能是這樣的：

用戶服務：1.user.jackyfei.com訂單服務：2.order.jackyfei.com元數據服務：3.base.jackyfei.com消息服務：4.msg.jackyfei.com

第4層：事件總線：Event Bus 目的是消息解耦，不要讓服務之間直接的鏈接。不同與SOA的服務總線，事件總線相對比較輕量，經常基于消息隊列引擎進行解耦，目的是為了讓服務之間的關聯弱化，不直接進行關聯。很多時候用的是相對穩定、可靠、企業級的RabbitMQ。

微服務的架構其實不難，根據以上的架構，每種業務都可以進行套用，這里的難點在于服務的劃分和粒度控制，另外如何管理膨脹的服務是一個麻煩事。

三、何時采用微服務?

3.1楊波說

這里引用架構師楊波(前Ebay架構師，目前任職拍拍貸研發部總監，資深技術架構師，微服務技術專家)的一些觀點：

“企業一開始不推薦直接使用微服務，因為微服務需要前期基礎設施的投資，復雜性很高，如果對問題領域并不是很理解，一開始用微服務，你很難去劃分服務的邊界，你的生產力反而會比較低，而且你花了很大精力進行開發，你的產品并沒有被市場驗證過，有可能會失敗，所以這個選項風險會比較高。所以我們推薦的是單塊優先，先從單塊運用做起，這樣成本低，團隊成員也比較少，無須太多研發投入，就可以交付一些基本的功能給客戶使用。

隨著應用越來越成功，客戶增加，你的系統復雜度會越來越高，就會出現單塊應用和團隊規模之間的矛盾，生產力會隨著業務復雜度逐漸降低。所以在一些初創型公司，你更多看到的是單塊應用，只有一些中大型的公司會看到微服務架構。”

“交叉點表明，業務已經到達了一定的復雜性，單塊應用已經無法滿足業務增長的需要，研發效率開始下降了，而微服務可以提升研發和交付的效率。這個點需要架構師去綜合，權衡。個人經驗，一般團隊需要達到百人規模，才去考慮微服務。”

以上的觀點講的很中肯，給我的啟發和幫助非常大。這里的交叉點怎么來確定和評估是重點，比如我們上線一個社交姑且叫抖信，初期為了快速上線，驗證可行性，可以只開發首頁聊天、通訊錄、評論等基本功能。產品上線后，經過一段時間的運營，用戶開始逐步增多，可行性驗證通過，下一階段就需要進一步增加更多的新特性來吸引更多的目標用戶，比如再給這個社交抖信添加朋友圈、消息通知、游戲、電商等等功能。

“一般情況下，這個時候就需要大規模地擴張開發人員，以支撐多個功能的開發。如果這個時候繼續采用單體應用架構，多個功能模塊混雜在一起開發、測試和部署的話，就會導致不同功能之間相互影響，一次打包部署需要所有的功能都測試 OK 才能上線。

不僅如此，多個功能模塊混部在一起，對線上服務的穩定性也是個巨大的挑戰。比如 A 開發的一個功能由于代碼編寫考慮不夠全面，上線后產生了內存泄漏，運行一段時間后進程異常退出，那么部署在這個服務池中的所有功能都不可訪問。

根據我的實際項目經驗，一旦單體應用同時進行開發的人員超過 10 人，就會遇到上面的問題，這個時候就該考慮進行服務化拆分了。”---胡忠想(微博微服務技術專家)

至此，我們何時采用微服務已經十分明確了，關鍵是業務復雜度和團隊規模兩大要點，而業務復雜度和市場窗口是權衡和抉擇的首要因素。

3.2微服務落地條件評估

一般情況下，業務系統引入新技術就必然會帶來架構的復雜度提升，在具體決策前，你先要認識到新架構會帶來哪些新的問題，這些問題你和你的團隊是否能夠解決？如何解決？是自己投入人力建設，還是采用業界開源方案？假如你和我一樣都是微服務的旁觀者或者學習者，那么下面的評估也許對你又所參考。

3.2.1落地方式選擇

不同的落地方式決定不同的資源配置。

方式一：借力外部架構咨詢公司提供架構DEMO和培訓服務助推內部團隊技術轉型升級。

方式二：招聘相關經驗豐富的人員進來，自行研究和搭建架構并做內部培訓，推動團隊技術升級。

建議：如果比較緊急，采用第一種方式，因為招聘匹配的人才比較困難，等不起。但是不管是那種方式，對于團隊來說都需要一定的技術人才儲備方便后續交接和運維。

3.2.2人才儲備

這里分成兩類人員，一類是研究型，一類是應用型。研究型主要是以技術攻堅為主，負責微服務的核心組件的研究和開發，比如服務發布和訂閱，服務跟蹤和監控，服務的治理；應用型主要是負責技術理解應用為主。

3.2.3技術儲備

微服務相關技術棧和微服務周邊技術棧。周邊技術棧包括領域驅動涉及，持續交付，分布式至少，負載均衡，CAP理論，緩存原理，DevOps和容器化技術。

3.2.4團隊規模評估

楊波在給微服務的開發團隊規劃時候給了一個百人左右的大概預估，至于到底需要多少開發人員就沒有細說，可能作者本身呆過的公司都是大廠，對人力成本控制沒有那么大的包袱，對于中小企業，人力是最貴的成本。如果要一定要上微服務，該怎么辦？

對于微服務的團隊規模眾說紛紜，有的說要百來號人；有的說需要精兵10人左右；有的說和人數沒有關系，只和業務有關；有的說一個懂微服務的架構師也能搞定。這些說法都比較籠統，如果你想上微服務，人力評估包括人力、能力、人數等等，這些因素還是非常重要的，畢竟成本才是商業的本質，有可能不客觀的規劃會導致項目的潰敗。

對于微服務的團隊規模是哪些方面決定的呢？我覺得至少要從以下兩個維度來評估：

業務規模：如果你們的業務架構非常復雜，有倉儲系統開發，ERP系統，OA系統，訂單系統等等，業務越多，需求人數越多(這里人數指的都是后臺開發人數)。

技術能力：另外，別忘了非功能性的開發，比如API網關，服務跟蹤、治理等也是需要人去開發和維護的，這些非功能性的核心組件需要多少人，由于沒有完整的開發經驗，加上個別組件，比如跟蹤系統，開發的程度可深可淺，開發周期可長可短，以目前個人的經驗還無法給與合理的建議。可能牛人1個人兩周就夠了，也可能高級開發2個人，一人分工三個核心組件，兩周也夠用。或者架構外包，只要交接的人能跟上，也是一種解決方案。

總結：1個精通微服務落地經驗的架構師是必不可少的，圍繞架構師周邊一幫高級開發，按根據實際業務來確定，一般一個開發負責2-3個核心模塊，不宜太多，比如目前核心模塊有8個，對應人數配置大概在3-4個左右。

3.3轉微服務風險評估

3.3.1重寫面廣

由于是架構級別的調整，之前能保留下來的大部分是解耦比較好的代碼，比如前端代碼，采集服務代碼，部分業務邏輯代碼，所以對現有框架沖擊面比較大。

3.3.2復雜度高

因為微服務是一種觀念和思想，又是新近技術，本身就有各種架構實現方式和技術解決方案。所以對技術人員來說，對比選型本身就是一個考驗。加上本身涉及的技術面就比較廣，所以復雜度和門檻相對比較高。

但是該技術發源于亞馬遜，經過近些年的發展，雖然還在發展，但是已經相對成熟。

3.3.3人員配置

微服務架構工作量主要集中在后端，對后端開發人員的技術級別有較高的要求，主要是對微服務原理和開源組件的熟悉上，同時需要具備整體的微服務的意識。暫時不具備整體微服務開發意識和經驗，需要通過培訓后進行轉型升級。

3.3.4合作方式

如果采用借助外部架構力量來助推架構升級，和架構單位的合作就不是簡單的外包，涉及的面會變得比較廣，在完全交接過來之前，周期會比較長。包括對我們業務架構的深入了解，然后根據業務架構繪制可靠技術架構藍圖，再根據技術藍圖進行落地實施(不建議只提供架構方案而由其他單位實施落地)，包括新系統的開發，舊系統的升級，當然這種升級是平滑過度的，對業務窗口并不會產生影響。

3.4合理的拆分姿勢

如何正確拆分？這里正確指的是合理，因為沒有絕對的標準。按照前人的經驗可以分為縱向和橫向兩種劃分方法：

3.4.1縱向拆分

是從業務維度進行拆分。標準是按照業務的關聯程度來決定，關聯比較密切的業務適合拆分為一個微服務，而功能相對比較獨立的業務適合單獨拆分為一個微服務，比如上圖中的訂單服務，用戶服務。另外粒度太小，服務聚合是一個坑，粒度太大，分和沒分一個樣。

3.4.2橫向拆分

是從公共且獨立功能維度拆分。標準是按照是否有公共的被多個其他服務調用，且依賴的資源獨立不與其他業務耦合。比如上圖中的元數據服務和消息服務。

3.4.3總結

借用《微服務設計》中的一句話：“你越不了解一個領域，為服務找到合適的界限上下文就越難……服務的界限劃分錯誤，可能會導致不得不頻繁地更改服務間的協作，而這種更改成本更高……”

四、SOA和微服務

由于SOA和微服務有千絲萬縷的關系，這里簡單羅列雙方的對比圖，算是一個小知識點：

兩種架構背后的意圖是不同的：SOA嘗試將應用集成，一般采用中央管理模式來確保各應用能夠交互運作。微服務嘗試部署新功能，快速有效地擴展開發團隊。它著重于分散管理、代碼再利用與自動化執行。

五、總結

最后讓我們回顧一下前人經典的話語：

分布式第一定律是“盡量不要使用分布式”。軟件行業從業者，尤其是那些已經不寫代碼的從業者，總會期望有銀彈，但銀彈終究是沒有的。微服務依賴于“基礎設施自動化”。微服務不是“銀彈”。

還是回到我們架構設計的原則上，遵循簡單，適用，演化的原則，那么你的抉擇也許會變得沒有那么令人糾纏。

文章引用從單體式架構遷移到微服務架構《微服務設計》作者: [英] Sam Newman 出版社: 人民郵電出版社4 Challenges You Need to Address with Microservices Adoption為什么使用微服務？