騰訊熊普江：20年老司機眼中的微服務架構優勢及痛點
原創【51CTO.com原創稿件】2017 年 12 月 01 日-02 日，由 51CTO 主辦的WOTD 全球軟件開發技術峰會將在深圳中州萬豪酒店隆重舉行。本次峰會以軟件開發為主題，數十位專家級嘉賓將帶來多場精彩的技術內容分享。屆時，熊普江先生將在“微服務與容器技術”專場與來賓分享"云端微服務架構的運維思考"的主題演講。熊普江先生將會為大家詳細闡述“微服務架構的特點與發展趨勢，結合微信業務在微服務架構上的探索、應用、改進與提升，分析運維如何應對業務在微服務架構環境下的各種挑戰。”51CTO 誠邀您蒞臨大會，與我們共享技術帶來的喜悅。
互聯網技術一直在快速演進當中，同時移動互聯網與云時代來臨，微服務架構由此應映而生。如下圖，是微服務在我國的百度搜索指數：
從圖中可以看出，自 2013 前后微服務開始逐漸被人關注，隨時間推移搜索的人也越來越多，直至 2016 年爆發。
微服務架構的快速發展并廣泛流行，和以下因素息息相關：
- 互聯網技術架構飛速演進，特別是底層硬件及芯片技術快速發展，后端服務器的能力越來越強大。多數情況下，單個業務已很難消耗完一整臺服務器的資源或處理能力。
- 移動互聯網深度融合與應用，瘦客戶端興起，使得云端能力與承載變得更加重要。
- 容器技術得到廣泛認可與應用，輕量級協議、代碼管理、新集成方法與工具等技術也越來越成熟。
近兩年，微服務這個術語漸成熱門詞匯，但它不是一個全新架構，更不是一個包治百病的架構。那么，微服務架構與單體式架構相比優勢體現在哪？這些優勢又給開發模式、運維帶來哪些痛點？
微服務架構的優勢及痛點
微服務和單點服務的區別是什么呢？比喻來講，單點服務是把所有的東西放在一個大盒子里，這個大盒子里什么都有。微服務更像是車箱，每個箱子里包含特定的功能模塊和物品，所有東西可以很靈活地拆分出來。換言之，在單點服務中，所有的部件都在一個巨大的軟件包中。在微服務架構下，有很多獨立存在的小服務，通過 API 接口連接成龐大的系統。
相比過往的單體式應用架構，微服務架構優勢明顯，如：
- 單個微服務更易理解、方便開發與維護。
- 應用解耦，對應用整體應用交付而言，開發迭代更敏捷。
- 技術選擇更加自由，微服務不再需要限定統一的技術實現。
- 微服務獨立部署，應用更穩定，同時擴展更加容易與快速。
- ……
同時，微服務架構的特點與優勢在開發模式、運維等方面也帶來很多痛點，如：
- 微服務眾多，容器編排與部署管理等會變得異常復雜。
- 業務的容量管理變得更加困難，資源利用效率難以提升。
- 監控的顆粒度增多，關聯關系更加復雜。
- 微服務故障恢復、調度需要更精細化。
- ……
微信中兩大典型微服務案例
熊普江老師表示，微信一直提倡敏捷開發與“大系統小做”，這其實就是微服務的理念與架構實現。
由于微信誕生于 2011 年，當時微服務架構的概念還沒有出來，也就是說，微信的微服務架構在業界實施并落地相對較早。
微信中微服務案例有很多，這里主要分享服務布局、過載保護兩大典型案例。
服務布局
微信的服務布局采用的是多地自治、園區互備架構。如下，是微信的服務布局示意圖：
城市之間的數據是相對獨立的。除了少數賬號全球同步，大部分業務都希望做成電子郵件式的服務，各自有自身的環境在跑，之間使用類似于電子郵件的通信。
城市間的后備則使用公網的 udp 通道。在城市內，使用三園區架構，每個園區是一套獨立的系統，從接入、邏輯、存儲每一層完全獨立，可互相為對方提供備份。
多園區形成整體服務能力。在園區內，由多機組成 set，互為容錯，包含網絡與電力也是獨立的。這樣的服務布局，不僅是微服務架構，而且是考慮了容災能力。
過載保護
過載保護的微服務架構，目的是確保核心服務可用。確保核心服務的可用性有如下三點：
- 考慮問題應該是服務要有輕重分離，即一個服務里不能既有重的操作，又有輕的操作。
- 隊列控制，要了解一個請求在隊列中待的平均時間，從而決定是否要啟動拒絕；
- 組合命令式，由于微服務的調用鏈及層次可能會增多，后端服務也可能是多個。
假定后端有兩個服務（A 服務與 B 服務），而前端調用需要依賴于 A、B 服務的組合結果，那么單個 A 或者單個 B 的輕微過載，就可能導致前端服務不可用，這是很嚴重的問題。這種情況下，就需要一個反饋機制。
如下，是過載保護的微服務架構示意圖：
如上圖中所示，整個系統基于反饋，并把整個拒絕的信息全程傳遞。最右邊，是幾個典型的服務，從一個 CGI 調用一個后臺服務，再調用另一個后臺服務，系統會在 CGI 層面就把它的重要程度往下傳。
回到剛才前端調用 A、B 服務的例子，使用這樣的一種重要程度傳遞，就可以直接拒絕那些相同用戶的 20% 的請求，有效地解決單個服務輕微過載的問題。
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