微服务是什么?

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微服务(microservice)是一种软件架构,正得到越来越多的关注。

但是,它到底是什么意思?什么样的架构可以叫做微服务?

网上的文章虽然很多,但是都太复杂,初学者不容易看懂。我认为,这个概念其实非常简单,可以很通俗地说明白。

一、单体软件

要理解微服务,首先需要理解软件架构的演变。

早期的软件,所有功能都写在一起,这称为单体架构(monolithic software)。

整个软件就是单一的整体,彷佛一体化的机器。

可以想到,软件的功能越多,单体架构就会越复杂,很多缺点也随之暴露出来。

(1)所有功能耦合在一起,互相影响,最终难以管理。

(2)哪怕只修改一行代码,整个软件就要重新构建和部署,成本非常高。

(3)因为软件做成了一个整体,不可能每个功能单独开发和测试,只能整体开发和测试,导致必须采用瀑布式开发模型。

以上三个原因的详细分析,可以参考我以前的文章《软件工程的最大难题》

总之,单体架构的大型软件,不仅开发速度慢,而且会形成难以维护和升级的复杂代码,成为程序员的沉重负担。

二、面向服务架构

为了解决上面这些问题,很早就有人提出来,必须打破代码的耦合,拆分单体架构,将软件拆分成一个个独立的功能单元。

大概在20多年前,随着互联网的出现,功能单元可以用远程”服务”的形式提供,就诞生出了”面向服务架构”(service-oriented architecture,简称 SOA)。

所谓服务(service),就是在后台不间断运行、提供某种功能的一个程序。最常见的服务就是 Web 服务,通过80端口向外界提供网页访问。

“面向服务架构”就是把一个大型的单体程序,拆分成一个个独立服务,也就是较小的程序。每个服务都是一个独立的功能单元,承担不同的功能,服务之间通过通信协议连在一起。

这种架构有很多优点。

(1)每种服务功能单一,相当于一个小型软件,便于开发和测试。

(2)各个服务独立运行,简化了架构,提高了可靠性。

(3)鼓励和支持代码重用,同一个服务可以用于多种目的。

(4)不同服务可以单独开发和部署,便于升级。

(5)扩展性好,可以容易地加机器、加功能,承受高负载。

(6)不容易出现单点故障。即使一个服务失败了,不会影响到其他服务。

跟单体架构不一样,面向服务架构是语言不敏感的,不同服务可以使用不同的语言和工具开发,可能需要部署在不同的系统和环境。

这意味着,面向服务架构默认运行在不同服务器上,每台服务器提供一种服务,多台服务器共同组成一个完整的网络应用。

三、微服务

2014年,Docker 出现了,彻底改变了软件开发的面貌。它让程序运行在容器中,每个容器可以分别设定运行环境,并且只占用很少的系统资源。

显而易见,可以用容器来实现”面向服务架构”,每个服务不再占用一台服务器,而是占用一个容器。

这样就不需要多台服务器了,最简单的情况下,本机运行多个容器,只用一台服务器就实现了面向服务架构,这在以前是做不到的。这种实现方式就叫做微服务。

简单说,微服务就是采用容器技术的面向服务架构。它依然使用”服务”作为功能单元,但是变成了轻量级实现,不需要新增服务器,只需要新建容器(一个进程),所以才叫做”微服务”。

一个微服务就是一个独立的进程 这个进程可以运行在本机,也可以运行在别的服务器,或者在云端(比如云服务和云函数 FaaS)。

它的特点与面向服务架构是一样的,但因为更轻量级,所以功能的解耦和服务化可以做得更彻底。而且,它可以标准化,同样的容器不管在哪里运行,结果都是一样的,所以市场上有很多 SaaS 产品,提供标准化的微服务。

正是由于微服务这些突出的优点,这几年才会变得如此流行。它和容器技术、云服务一起,一定会在未来的软件开发中,扮演越来越重要的角色。

(完)

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