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04 _ 微服务时代：SOA的革命者
你好，我是周志明。这一讲，我继续来带你探索软件架构中的微服务时代。
其实“微服务”这个词儿，Peter Rodgers博士在2005年的云计算博览会（Web Services Edge 2005）上，就已经提出和使用了。当时的说法是“Micro-Web-Service”，指的是一种专注于单一职责的、与语言无关的、细粒度的Web服务（Granular Web Services）。
“微服务”这个词，并不是Peter Rodgers直接凭空创造出来的概念。最开始的微服务，可以说是在SOA发展的同时被催生出来的产物，就像是EJB在推广的过程中，催生出了Spring和Hibernate框架那样。这一阶段的微服务，是作为SOA的一种轻量化的补救方案而被提出来的。
到今天为止，在英文版的维基百科上，人们仍然是把微服务定义成了SOA的一个变种。所以，微服务在诞生和最初的发展阶段，跟SOA、Web Service这些概念有所牵扯，也是完全可以理解的。
What is microservices- Microservices is a software development technique — a variant of the service-oriented architecture （SOA） structural style.- —— Wikipedia，Microservices
但我们现在再来看，维基百科对微服务的定义，其实已经有些过时了。至于为什么这样说，就是我在这一讲中要和你解释的了。
在微服务的概念被提出后将近10年的时间里面，它都没有受到太多人的追捧。毕竟，如果只是对现有的SOA架构的修修补补，确实难以唤起广大技术人员的更多激情。
不过，也是在这10年的时间里，微服务本身其实一直在思考、蜕变。
2012年，在波兰克拉科夫举行的“33rd Degree Conference”大会上，Thoughtworks首席咨询师James Lewis做了题为《Microservices - Java, the Unix Way》的主题演讲。其中，他提到了单一服务职责、康威定律、自动扩展、领域驱动设计等原则，却只字未提SOA，反而号召大家，应该重拾Unix的设计哲学（As Well Behaved Unix Services）。这一点跟我在上一讲中所说的“初心与自省”，可以说是一个意思。
微服务已经迫不及待地要脱离SOA的附庸，想要成为一种独立的架构风格，也许，它还将会是SOA的革命者，找到一条能被广大开发者普遍接受且愿意接受的、实现服务化系统的目标。
微服务真正崛起是在2014年。相信我们大多数程序员，也是从Martin Fowler和James Lewis合写的文章“Microservices: a definition of this new architectural term”里面，第一次了解到微服务的。这篇文章虽然不是最早提出“微服务”这个概念的，但却是真正丰富的、广为人知的和可操作的微服务指南。也就是说，这篇文章才是微服务的真正起源。
这篇文章定义了现代微服务的概念：微服务是一种通过多个小型服务的组合，来构建单个应用的架构风格，这些服务会围绕业务能力而非特定的技术标准来构建。各个服务可以采用不同的编程语言、不同的数据存储技术、运行在不同的进程之中。服务会采取轻量级的通讯机制和自动化的部署机制，来实现通讯与运维。
此外，在这篇论文中，作者还列举出了微服务的九个核心的业务与技术特征。接下来，我就一一解读为你解读下，希望你可以从中领悟到，微服务在团队、开发、运维等一系列研发过程中的核心思想。
第一，围绕业务能力构建（Organized around Business Capabilities）
这个核心技术特征，实际上再次强调了康威定律的重要性。它的意思是，有怎样的结构、规模和能力的团队，就会产生出对应结构、规模、能力的产品。这个结论不是某个团队、某个公司遇到的巧合，而是必然的演化结果。
如果本应该归属同一个产品内的功能，被划分在了不同的团队当中，那就必然会产生大量的跨团队沟通协作，而跨越团队边界，无论是在管理、沟通，还是在工作安排上，都会产生更高的成本。高效的团队，自然会针对这个情况进行改进，而当团队和产品磨合调节稳定了之后，就会拥有一致的结构。
第二，分散治理（Decentralized Governance）
这个技术特征，表达的是“谁家孩子谁来管”。微服务对应的开发团队，有着直接对服务运行质量负责的责任，也应该有着不受外界干预，掌控服务各个方面的权力，可以选择与其他服务异构的技术来实现自己的服务。
这一点在真正实践的时候，其实多少都会留点儿宽松的处理余地。因为大多数的公司都不会在某一个服务用Java，另一个用Python，下一个用Golang，而是通常都会统一主流语言，甚至会有统一的技术栈或专有的技术平台。
微服务不提倡也并不反对这种“统一”，它只负责提供和维护基础技术栈的团队，有被各方依赖的觉悟，要有“经常被凌晨3点的闹钟吵醒”的心理准备就好。
微服务更加强调的是，在确实有必要进行技术异构的时候，一个开发团队应该能有选择“不统一”的权利。比如说，我们不应该强迫用Node.js去开发报表页面；要做人工智能计算的时候，也可以选择用Python，等等。
第三，通过服务来实现独立自治的组件（Componentization via Services）
这里，Martin Fowler与James Lewis之所以强调要通过“服务”（Service）而不是“类库”（Library）来构建组件，是因为类库是在编译期静态链接到程序中的，会通过本地调用来提供功能，而服务是进程外组件，它是通过远程调用来提供功能的。在第2讲中，我们已经分析过，尽管远程服务有更高昂的调用成本，但这是为组件带来隔离与自治能力的必要代价。
第四，产品化思维（Products not Projects）
产品化思维的意思就是，我们要避免把软件研发看作是要去完成某种功能，而要把它当做是一种持续改进、提升的过程。比如，我们不应该把运维看作就是运维团队的事，把开发看作就是开发团队的事。
开发团队应该为软件产品的整个生命周期负责。开发者不仅应该知道软件是如何开发的，还应该知道它会如何运作、用户如何反馈，乃至售后支持工作是怎样进行的。这里服务的用户，不一定是最终用户，也可能是消费这个服务的另外一个服务。
以前在单体的架构模式下，程序的规模决定了我们无法让全部的开发人员，都关注到一个完整的产品，在组织中会有开发、运维、支持等细致分工的成员，他们只关注于自己的一块工作。但在微服务下，我们可以让团队中的每一位成员，都具有产品化思维。因为在“2 Pizza Teams”的团队规模下，每一个人都了解全过程是完全有可能实现的。
第五，数据去中心化（Decentralized Data Management）
微服务这种架构模式也明确地提倡，数据应该按领域来分散管理、更新、维护和存储。
在单体服务中，通常一个系统的各个功能模块会使用同一个数据库，虽然这种中心化的存储确实天生就更容易避免一致性的问题，但是，同一个数据实体在不同服务的视角里，它的抽象形态往往也是不同的。
比如，Bookstore应用中的书本，在销售领域中关注的是价格，在仓储领域中关注的是库存数量，在商品展示领域中关注的是书籍的介绍信息。如果是作为中心化的存储，那么这里所有的领域，都必须修改和映射到同一个实体之中，就会导致不同的服务之间，可能会互相产生影响，从而丧失了各自的独立性。
另外，尽管在分布式中，我们要想处理好一致性的问题也很困难，很多时候都没法使用传统的事务处理来保证不出现一致性问题。但是两害相权取其轻，一致性问题这些必要的代价是值得付出的。
第六，轻量级通讯机制（Smart Endpoints and Dumb Pipes）
这个弱管道（Dumb Pipes）机制，可以说几乎算是在直接指名道姓地反对ESB、BPM和SOAP等复杂的通讯机制。
ESB可以处理消息的编码加工、业务规则转换等；BPM可以集中编排企业的业务服务；SOAP有几十个WS-*协议族在处理事务、一致性、认证授权等一系列工作。这些构筑在通讯管道上的功能，也许在某个系统中的确有一部分服务是需要的，但对于另外更多的服务来说是强加进来的负担。
如果服务需要上面的某一种功能或能力，那就应该在服务自己的Endpoint（端点）上解决，而不是在通讯管道上一揽子处理。
微服务提倡的是类似于经典Unix过滤器那样，简单直接的通讯方式。比如说，RESTful风格的通讯，在微服务中就是比较适合的。
第七，容错性设计（Design for Failure）
容错性设计，是指软件架构不再虚幻地追求服务永远稳定，而是接受服务总会出错的现实。
这个技术特征要求，在微服务的设计中，有自动的机制能够对其依赖的服务进行快速故障检测，在持续出错的时候进行隔离，在服务恢复的时候重新联通。所以“断路器”这类设施，对实际生产环境的微服务来说，并不是可选的外围组件，而是一个必须的支撑点。如果没有容错性的设计，系统很容易就会因为一两个服务的崩溃带来的雪崩效应而被淹没。
我想说的是，可靠系统完全可以由会出错的服务来组成，这是微服务最大的价值所在，也是咱们这门课的开篇导读标题中“The Fenix Project”的含义。
第八，演进式设计（Evolutionary Design）
容错性设计承认服务会出错，而演进式设计则是承认服务会被报废淘汰。
一个良好设计的服务，应该是能够报废的，而不是期望得到长久的发展。如果一个系统中出现不可更改、无可替代的服务，这并不能说明这个服务有多么重要，反而是系统设计上脆弱的表现。微服务带来的独立、自治，也是在反对这种脆弱性。
第九，基础设施自动化（Infrastructure Automation）
基础设施自动化，如CI/CD的长足发展，大大降低了构建、发布、运维工作的复杂性。
由于微服务架构下，运维的服务数量比起单体架构来说，要有数量级的增长，所以使用微服务的团队，会更加依赖于基础设施的自动化。毕竟，人工是无法运维成百上千，乃至成千上万级别的服务的。
好，到这里，通过我的解读，你是不是已经大概理解了微服务核心的业务和技术特征了？以上9个特征，是一个合理的微服务系统展示出来的内、外在表现，它能够指导你该如何应用微服务架构，却不必作为一种强加于系统中的束缚来看待。
“Microservices: a definition of this new architectural term”一文中，对微服务特征的描写已经非常具体了，除定义了微服务是什么，还专门申明了微服务不是什么：微服务不是SOA的衍生品，应该明确地与SOA划清界线，不再贴上任何SOA的标签。
这样一来，微服务才算是一种真正丰满、独立、具体的架构风格，为它在未来的几年时间里，如同明星一般闪耀崛起于技术舞台奠定了坚实的基础。
Microservices and SOA- This common manifestation of SOA has led some microservice advocates to reject the SOA label entirely, although others consider microservices to be one form of SOA , perhaps service orientation done right. Either way, the fact that SOA means such different things means it’s valuable to have a term that more crisply defines this architectural style.- 由于与SOA具有一致的表现形式，这让微服务的支持者更加迫切地拒绝再被打上SOA的标签。一些人坚持认为微服务就是SOA的一种变体，尽管仅从面向服务这个角度来考虑，这个观点可以说也是正确的。但无论如何，从整体上看SOA与微服务都是两种不同的东西。也因此，使用一个别的名称，来简明地定义这种架构风格就显得非常有必要了。- —— Martin Fowler / James Lewis，Microservices
从上面我对微服务的定义和特征的解读当中，你还可以明显地感觉到，微服务追求的是更加自由的架构风格，它摒弃了SOA中几乎所有可以抛弃的约束和规定，提倡以“实践标准”代替“规范标准”。
可是，如果没有了统一的规范和约束，以前SOA解决的那些分布式服务的问题，不又都重新出现了吗？
没错，的确如此。服务的注册发现、跟踪治理、负载均衡、故障隔离、认证授权、伸缩扩展、传输通讯、事务处理等问题，在微服务中，都不再会有统一的解决方案。
即使我们只讨论Java范围内会使用到的微服务，那么光一个服务间通讯的问题，可以列入候选清单的解决方案就有很多很多。比如，RMI（Sun/Oracle）、Thrift（Facebook）、Dubbo（阿里巴巴）、gRPC（Google）、Motan2（新浪）、Finagle（Twitter）、brpc（百度）、Arvo（Hadoop）、JSON-RPC、REST，等等。
再来举个例子，光一个服务发现问题，我们可以选择的解决方案就有：Eureka（Netflix）、Consul（HashiCorp）、Nacos（阿里巴巴）、ZooKeeper（Apache）、etcd（CoreOS）、CoreDNS（CNCF），等等。
其他领域的情况也很类似。总之，完全就是“八仙过海，各显神通”的局面。
所以说，微服务所带来的自由是一把双刃开锋的宝剑。当软件架构者拿起这把宝剑的时候，它的一刃指向的是SOA定下的复杂技术标准，而在将选择的权力夺回的同一时刻，另外一刃也正朝向着自己映出冷冷的寒光。
小结
在微服务时代中，软件研发本身的复杂度应该说是有所降低，一个简单服务，并不见得就会同时面临分布式中所有的问题，也就没有必要背上SOA那百宝袋般沉重的技术包袱。微服务架构下，我们需要解决什么问题，就引入什么工具；团队熟悉什么技术，就使用什么框架。
此外，像Spring Cloud这样的胶水式的全家桶工具集，通过一致的接口、声明和配置，进一步屏蔽了源自于具体工具、框架的复杂性，降低了在不同工具、框架之间切换的成本。所以，作为一个普通的服务开发者，作为一个“螺丝钉”式的程序员，微服务架构对我们来说是很友善的。
可是，微服务对架构者来说却是满满的恶意，因为它对架构能力的要求可以说是史无前例。要知道，技术架构者的第一职责就是做决策权衡，有利有弊才需要决策，有取有舍才需要权衡。如果架构者本身的知识面不足以覆盖所需要决策的内容，不清楚其中的利弊，也就不可避免地会陷入选择困难症的困境之中。
总而言之，微服务时代充满着自由的气息，也充斥着迷茫的选择。软件架构不会止步于自由，微服务仍然不可能是架构探索的终点。如果有下一个时代，我希望信息系统能同时拥有微服务的自由权利，围绕业务能力构建自己的服务而不受技术规范管束，但同时又不必承担自行解决分布式问题的代价。管他什么利弊权衡！小孩子才做选择题，成年人全部都要！
一课一思
思考一下，你所负责的产品是不是基于微服务的？如果是，它符合微服务的9个特征吗？如果不是，你的产品适合微服务架构吗？你所在的企业、团队适合引入微服务吗？
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