六种常用的微服务架构设计模式（建议收藏）

Posted 2023-05-02

参考技术A

简单地说，API主导的连接方法可以被看作是API设计的一种分层方法（至少在本文中是这样）。其中，系统API公开系统的资产数据信息；中间的是流程API，与系统API一起进行编排和组合；顶端的体验API公开来自后端数据源的数据，提供最终用户体验。这种API分层方法与细粒度SOA模式很好地结合在一起，通常，这两者要么可以共存，要么细粒度SOA模式演化成基于细粒度SOA的分层API模式。

API主导的连接方法为细粒度SOA模式提供了一些层次结构，这些层次结构允许对API或微服务进行一致的管理和治理。然而，基于细粒度SOA的分层API模式也存在一些与细粒度SOA 模式类似的深层问题（这很直观）：

在细粒度SOA模式执行单个API调用的地方，基于细粒度SOA的分层API模式现在必须通过层执行多个调用。从“网络跳数”的角度来看，这种模式可能是低效的。但是，基于细粒度SOA的分层API模式中，层次结构的存在并不强制跨越网络来调用每个API。直接的跨层调用，而不是通过网络调用是完全有效的；分层的目的是为了增加灵活性，同时以一种很好地分离关注点的方式构建体系架构。

在细粒度SOA模式管理大量服务的地方，使用分层API将会管理来自多个层次的大量细粒度服务。您的管理工具可能不再像以前那样有效，因为它们可能无法可视化复杂的微服务视图。

最终应用程序的数据存储一致性在分层API模式下实际上得到了改善，因为访问数据的服务都是有组织，且集中地查询或修改应用程序的状态。（例如：系统API）

实际上，对于大多数企业来说，基于细粒度SOA的分层API模式是一个很好的模式，但是，就像细粒度SOA模式一样，在实践过程中会出现困难。然而，这种困难通常在大范围使用时才会显现出来。因此，只有在预期或正在经历大规模的使用时，我们才应该准备其他的模式。

问题：

没有一定层次结构的微服务架构是很难进行合理解释的，因为没有明显的方法来对每个微服务的用途进行分类和可视化。

解决方案：

通过创建按用途分组的分层API（系统层、流程及领域模型层，以及体验层），您可以更容易地管理微服务架构的复杂性。

应用：

将微服务架构分为多个层。通常情况下，可以使用标准化，并具有类似用途的一组微服务以类似的方式工作，从而进一步使微服务架构的复杂性合理化。

影响：

1.通过标准化和进一步分解微服务架构，可以提高快速变更的能力。

2.由于更专门化的层次结构，进程间服务调用的数量可能增加。

3.需要对服务监控和可视化工具进行检查，以确定它们是否能够正确地与分层架构一起工作。

目标：

1.快速的敏捷变更。

2.可伸缩性：理论上通过基于细粒度SOA的分层API模式可以提高可伸缩性，但实际上，除非有支持自动化的基础设施，否则可伸缩性往往会降低。

主要特点：

1.为了实现快速变更，可能存在低效的IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）。

2.数据一致性和状态管理能力较差，但允许高度重用。重用本身会抵消变更的速度。

3.由于与现存模式的相似性，已有的问题往往同样会出现。

4.基于细粒度SOA的分层API模式在小范围内使用效果很好，在大规模情况下会出现困难。

5.由于采用了结构化的体系架构方法，所以具有很高的内聚性。

6.重点放在服务颗粒度要细，但通常没有考虑其能力。

7.基于细粒度SOA的分层API模式以集成为导向，每个微服务依赖于外部系统。这将会降低变更的速度。

基于细粒度SOA的分层API模式如何与SOA或API等现有系统共存？

基于细粒度SOA的分层API模式往往是与现有IT资产共存的最佳方式。由于分层减少了每个微服务的范围，并约束了其用途，因此该模式能够在不明显降低变更速度的情况下，最好地连接和利用现有IT系统。然而，通过细粒度和分层的设计来协调变更可能是一个挑战。您可能需要使用一定的技术手段来管理所有不同微服务之间的契约，或者使用完全自动化的测试技术来确保变更不会造成破坏。

六种微服务架构的设计模式

聚合器微服务设计模式

这是一种最常用也最简单的设计模式，如下图所示：

聚合器调用多个服务实现应用程序所需的功能。它可以是一个简单的Web页面，将检索到的数据进行处理展示。它也可以是一个更高层次的组合微服务，对检索到的数据增加业务逻辑后进一步发布成一个新的微服务，这符合DRY原则。另外，每个服务都有自己的缓存和数据库。如果聚合器是一个组合服务，那么它也有自己的缓存和数据库。聚合器可以沿X轴和Z轴独立扩展。

代理微服务设计模式

这是聚合器模式的一个变种，如下图所示：

在这种情况下，客户端并不聚合数据，但会根据业务需求的差别调用不同的微服务。代理可以仅仅委派请求，也可以进行数据转换工作。

链式微服务设计模式

这种模式在接收到请求后会产生一个经过合并的响应，如下图所示：

在这种情况下，服务A接收到请求后会与服务B进行通信，类似地，服务B会同服务C进行通信。所有服务都使用同步消息传递。在整个链式调用完成之前，客户端会一直阻塞。因此，服务调用链不宜过长，以免客户端长时间等待。

分支微服务设计模式

这种模式是聚合器模式的扩展，允许同时调用两个微服务链，如下图所示：

数据共享微服务设计模式

自治是微服务的设计原则之一，就是说微服务是全栈式服务。但在重构现有的“单体应用（monolithic application）”时，SQL数据库反规范化可能会导致数据重复和不一致。因此，在单体应用到微服务架构的过渡阶段，可以使用这种设计模式，如下图所示：

在这种情况下，部分微服务可能会共享缓存和数据库存储。不过，这只有在两个服务之间存在强耦合关系时才可以。对于基于微服务的新建应用程序而言，这是一种反模式。

异步消息传递微服务设计模式

虽然REST设计模式非常流行，但它是同步的，会造成阻塞。因此部分基于微服务的架构可能会选择使用消息队列代替REST请求/响应，如下图所示：