这是我参与第五届青训营笔记创作活动的第15天，今天的课程为微服务架构相关理论，从四个方面讲述了微服务架构的优点与应用，下面我总结一下今天学到的知识。
微服务框架介绍
微服务架构的背景由来、架构概览、基本要素
系统架构的演变历史：
单体架构->垂直应用架构->分布式架构->SOA架构->微服务架构
单体架构
优势：1.性能最高 2.冗余小 劣势：1.debug困难 2.模块相互影响 3.模块分工、开发流程
垂直应用架构
优势：业务独立开发维护 劣势：1.不同业务存在冗余 2.每个业务还是单体
分布式架构
优势：业务无关的独立服务
劣势：1.服务模块bug可导致全站瘫痪 2.调用关系复杂 3.不同服务冗余
SOA架构
优势：服务注册
劣势：1.整个系统设计是中心化的 2.需要从上至下设计 3.重构困难
微服务架构
优势：1.开发效率 2.业务独立设计 3.自下而上 4.故障隔离
劣势：1.治理、运维难度 2.观测挑战 3.安全性 4.分布式系统
微服务架构概览
核心要素
服务治理：服务注册、服务发现、负载均衡、扩缩容、流量治理、稳定性治理...
可观测性：日志采集、日志分析、监控打点、监控大盘、异常报警、链路追踪...
安全：身份验证、认证授权、访问令牌、审计、传输加密、黑产攻击...
微服务架构原理及特征
微服务架构的基本组件、工作原理、流量特征
基本概念
- 服务(Service)：一组具有相同逻辑的运行实体。
- 示例(Instance)：一个服务中，每个运行实体即为一个实例。
- 实例与进程的关系：实例与进程之间没有必然对应关系，可以一个实例可以对应一个或多个进程(反之不常见)
- 集群(cluster)：通常指服务内部的逻辑划分，包含多个实例。
- 常见的实例承载形式：进程、VM、k8s pod …
- 有状态/无状态服务：服务的实例是否存储了可持久化的数据(例如磁盘文件)。
服务中通信
对于单体服务，不同模块通信只是简单的函数调用。对于微服务，服务间通信意味着网络传输。
代码层面指定调用一个目标服务的地址(ip:port)：
DNS的问题：1.本地DNS存在缓存，导致延时 2.负载均衡问题 3.不支持服务实例的探活检查 4.域名无法配置端口。
解决思路：新增一个统一的服务注册中心,用于存储服务名到服务实例的映射。
流量特征
统一网关入口、内网通信多数采用RPC、网状调用链路
核心服务治理功能
核心的服务治理功能，包括流量治理、服务均衡、稳定性治理
服务发布
即指让一个服务升级运行新的代码的过程。
难点
- 服务不可用
- 服务抖动
- 服务回滚
方案
蓝绿部署
简单，稳定，但需要两倍资源
灰度发布(金丝雀发布)
逐渐在用户群中更新
流量治理
在微服务架构下，我们可以基于地区、集群、实例、请求等维度，对端到端流量的路由路径进行精细化控制
负载均衡
负载分配请求在每个下游实例上的分布
常见LB(负载均衡)策略：
-
Round Robin
-
Random
-
Ring Hash
-
Least Request
稳定性治理
线上服务总是会出问题的，这与程序的正确性无关。
外界因素：网络攻击、流量突增、机房断电、光纤被挖、机器故障、网络故障、机房空调故障...
微服务架构中典型的稳定性治理功能：限流、熔断、过载保护、降级
字节跳动服务治理实践
宁节跳动在微服务架构稳定性治理中，对请求重试策略的探索及实践
重试的意义
- 重试可以避免掉偶发的错误，提高SLA (Service-Level Agreem
- 降低错误率：假设单次请求的错误概率为0.01，那么连续两次错误概率则为0.0001.
- 降低长尾延时：对于偶尔耗时较长的请求，重试请求有机会提前返回。
- 容忍暂时性错误：某些时候系统会有暂时性异常(例如网络抖动)，重试可以尽量规避。
- 避开下游故障实例：一个服务中可能会有少量实例故障（例如机器故障)，重试其他实例可以成功。
本地函数调用可能出现异常的常见情况：(无重试必要)
- 参数非法
- OOM(Out Of Memory)
- NPE (Null Pointer Exception)
- 边界 case
- 系统崩溃
- 死循环
- 程序异常退出
远程函数调用可能出现异常的常见情况：(有重试必要)
- 网络抖动
- 下游负载高导致超时
- 下游机器宕机
- 本地机器负载高，调度超时
- 下游熔断、限流
重试的难点
- 幂等性
- 重试风暴
- 超时设置
重试策略
- 限制重试比例：设定一个重试比例阈值（例如1%)，重试次数占所有请求比例不超过该阈值。
- 防止链路重试：链路层面的防重试风暴的核心是限制每层都发生重试，理想情况下只有最下一层发生重试。可以返回特殊的status表明“请求失败,但别重试”。
- Hedged requests：对于可能超时(或延时高)的请求，重新向另一个下游实例发送 -个相同的请求，并等待先到达的响应。
重试效果验证
实际验证经过上述重试策略后，在链路上发生的重试放大效
