作者:京東物流 馮志文
前兩篇從服務粒度和服務內的分層架構角度探討,本文繼續從服務間代碼復用角度探討。
背景
在分布式架構中,代碼復用是個難題。那么如何處理代碼功能共享的問題呢?本文結合日常實踐中的案例,介紹幾種分布式架構中管理代碼復用性的技術。包括代碼復制、共享代碼庫(jar包)、共享服務、邊車服務。對于每一種技術,列出優缺點、適合場景權衡。
本文的觀點源自我在學習與實踐過程中的深思熟慮,尚處于不斷探索和驗證的階段。希望能“拋磚引玉”,激發更多的討論與交流。讓我們共同進步,在探討與實證中尋求真知。
一、代碼復制
共享的代碼被復制到每一個服務中。這種技術在服務早期比較流行。雖然現在代碼復制比較少見,但它還是解決跨多個分布式服務的代碼復用的有效技術。但這種缺點很明顯,因為如果在代碼中發現錯誤或需要對代碼進行重構改造,需要在包含該代碼庫的所有服務變更。
這種技術在一些場景比較有用,比如服務需要的高度靜態的一次性代碼。這種類型的代碼非常適合復制,因為它是靜態的并且不包含任何錯誤。比如很多通用的業務識別邏輯就用這種方式,在不同應用代碼庫個應用中編寫。
案例1:根據sendpay標位判斷XXX代碼
public static boolean isXXX(String sendpay) { boolean flag = false; String sendpay_x = Character.toString(sendpay.charAt(x)); String sendpay_y = Character.toString(sendpay.charAt(y)); if (("1".equals(sendpay_y) || "2".equals(sendpay_y) || "0".equals(sendpay_y)) && "1".equals(sendpay_x)) { flag = true; } return flag; }
案例2:新功能上線DUCC開關
/** * XXX功能 控制開關 */ private boolean enableLargeApplianceSendMsg = false; public boolean isEnableLargeApplianceSendMsg() { return enableLargeApplianceSendMsg; } public void setEnableLargeApplianceSendMsg(boolean enableLargeApplianceSendMsg) { this.enableLargeApplianceSendMsg = enableLargeApplianceSendMsg; log.info("enableLargeApplianceSendMsg: {}", enableLargeApplianceSendMsg); }
代碼復制技術 | |
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優點 | 1、無代碼共享 |
缺點 | 1、代碼分散各應用中,變更起來比較復雜。 2、無法保證跨服務代碼一致性,有時候容易遺漏某個地方未修改 3、缺乏跨服務版本控制能力 |
適合場景 | 1、關聯應用較少,比如2-3個左右可以接受,如果牽扯應用較多(比如5+,具體如何確定“較多”的基準或者指標待定)則不適合,同時核心要思考是不是服務粒度拆分的太細了? 2、簡單的靜態代碼(比如公共工具類,業務邏輯通用類) 3、變更頻率較低 |
二、共享代碼庫
共享代碼庫是共享技術的常用技術之一。共享代碼庫是一個外部組件(比如JAVA的jar包),共享代碼庫比代碼復用更高一層級。基于功能劃分,提供較為獨立的功能。比如目前采用了根據基礎能力和業務模塊抽象時效內核JAR包方式,詳見下圖中時效計算內核jar包。為什么要采用這種方式呢?后文會說明權衡點。
jar包引入看起來簡單,在編譯時被整合和共享。但其實也有利弊取舍和復雜性。其中最重要的是代碼庫的共享庫粒度和版本控制。
1、依賴管理和變更控制
如果粗粒度共享庫中任何類文件發生變更,都需要每個服務變更、測試、部署。這極大的增加了共享庫更改的整體測試范圍。粗粒度共享庫的變更會影響多個服務,但會減少依賴關系。
將共享庫分解為更小的基于功能的共享庫(比如拆分為 ABCDE等),這樣有利于變更控制和整體可維護性。但這會造成依賴管理的混亂。如下圖,業務根據不同業務域拆分不同 jar包,導致jar包依賴復雜。
共享庫對少量的應用可能并不重要,但隨著服務數量增加,變更管理和依賴管理相關的問題也會增加。
建議:避免大的粗粒度的共享庫,盡可能爭取更小的、功能分區的庫,有利于變更控制而不是依賴管理。
2、版本控制策略
對于共享庫來說,版本控制需要向后兼容(后退、考慮舊版本兼容),同時也需要高度敏捷性。比如a.jar包變更升級版本為1.1,只需要1個服務上線,其他N個服務不會有任何影響。這雖然看起來版本控制很簡單,但同樣存在權衡和隱藏的復雜性。比如下次N個應用也需要上線。并且依賴管理混亂(服務ABC依賴a.jar版本1.1,服務DEF依賴a.jar版本1.0),復雜性不僅體現在版本變更的通知,也存在舊版本棄用的情況。
共享代碼庫技術 | |
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優點 | 1、減少重復代碼 2、不受網絡影響,性能更加穩定。對性能要求較高的場景使用該方式會有一定優勢; 3、節省服務器硬件成本,尤其服務器QPS高,需要部署大量服務器資源的場景下。 4、支持版本變更 |
缺點 | 1、可維護性較差,依賴了該組件的服務都需要跟著一起升級,隨著時間的推移,梳理維護起來會很麻煩; 2、組件升級成本高且風險較大,成本包括了開發維護升級各個服務的成本、測試驗證的成本及運維發布的成本,需升級維護的服務越多,成本越高,對應的風險也越大。 3、容易jar包沖突 4、版本溝通可能很困難 5、依賴可能難以管理、版本棄用可能很復雜 6、如jar包過大,維護困難,并且調用方引入過多項目無用代碼 |
適合場景 | 1、無隱形依賴,更新頻率低和更新影響小的代碼,比如通用的判斷訂單、運單校驗 2、服務器資源硬件成本控制要求較為嚴格,盡量降低成本。 3、內部一些公共功能處理場景,不涉及到數據庫資源層面的連接和調用,適合組件化的方式; 4、對性能要求較高的應用 |
為什么時效內核需要采用jar包給下單前下單后各應用這種方式呢?結合上面的優缺點,主要權衡核心點如下
1.應用場景相關:XX是下單前商詳結算等高并發場景,下單后訂單生產節奏控制。
2.降本:預估降低了服務器硬件成本XXX核左右
3.性能:通過JAR包的依賴的方式來較少RPC調用,提升了接口性能TP99,尤其是用戶在商詳、結算提單頁面
4.更新頻率低:由于時效內核更新頻率較低,一年1-2次左右的改動點
三、共享服務
共享服務技術通過將共享功能服務化來避免重復使用。對應上面改造,把時效內核jar包進行服務化時效內核應用,具體架構圖如下:
共享服務是分布式中常見的共享服務的方法,但也需要權衡,比如變更風險、性能、可伸縮性、容錯性。
1、變更風險
使用共享服務變更共享代碼是一把雙刃劍。 只需要共享服務部署上線,但共享服務的變更可能在運行時破壞其他服務。那必須牽扯版本控制、共享代碼庫是在編譯的時候綁定版本控制,降低更改風險。但如何在共享服務中版本化變更呢?使用API版本控制。但使用API版本控制有個問題,很多服務協議不是restful api,而是rpc或者消息mq,這樣會使得版本控制復雜。
共享服務雖然版本控制可以幫助降低這風險,但它的應用和管理更復雜。
2、性能
共享功能服務必須進行服務間調用,存在網絡延遲開銷而影響性能。
3、可伸縮性
共享服務一定要隨著調用服務的規模進行伸縮
共享服務技術 | |
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優點 | 1、減少重復代碼 2、高度解耦: 每個服務都是獨立的,可以獨立開發、部署和擴展,提高了系統的可維護性和可擴展性。 3、快速迭代: 服務可以根據需求快速更新和迭代,更容易適應業務變化。 4、資源隔離,互不影響,對調用方隱藏內部細節。 |
缺點 | 1、增加硬件成本 2、性能受到網絡延遲影響 3、服務依賴導致 容錯性、可用性、可伸縮性、吞吐量問題 4、版本控制可能困難 5、分布式固有問題:比如一致性、分布式事務處理等 |
適合場景 | 1、適合多語言的環境 2、共享功能頻繁變化 3、不需要太多的服務器資源 4、對性能要求不高 |
四、邊車和ServiceMesh服務網格
"邊車服務"(Sidecar Pattern)這個術語來源于摩托車的邊車(sidecar),這是一種附加在摩托車旁邊的一輪車廂,可以搭載乘客或貨物,但它不是摩托車本身的核心部分。
邊車服務(Sidecar Pattern)在微服務架構中用于將一些與業務邏輯不直接相關的控制面(如注冊發現、熔斷限流、pfinder鏈路追蹤監控、DUCC配置管理等)從應用程序中分離出來。這樣,應用程序可以專注于業務邏輯,而邊車服務則負責處理其他方面的問題。
邊車服務的關鍵特點包括:
?復用性:由于邊車服務可以被多個主應用共享,因此一些通用的功能(如服務發現、斷路器、限流器等)可以在不同的服務之間重用,減少了代碼的冗余。
?隔離性:邊車為主應用提供了一個清晰的隔離層,使得主應用可以專注于業務邏輯,而不必關心其他非功能性的問題。 邊車服務是主應用程序的附屬,為主應用提供支持和增強功能。
?易于維護:邊車的引入使得對于共享功能的更新和維護變得更加簡單,因為這些功能被集中到單獨的服務中,不需要在每個應用中單獨進行修改。
?透明性:對于主應用程序來說,邊車的存在應該是透明的,主應用不需要知道邊車的具體實現細節。
?獨立性:邊車服務可以獨立于主應用程序更新和維護,無需修改主應用程序的代碼。
通過使用邊車模式,開發人員可以將關注點分離,使主應用程序更加簡潔,只關注業務邏輯的實現,而將服務治理等通用性問題交給邊車服務處理。
如果每個服務都包含邊車組件,那么它就形成了服務網格。每個服務右邊的盒子都互相連接,形成一個“網格”
服務架構是圍繞各自領域組織的,但服務治理運維耦合需要橫切這些領域
五、總結
技術最終是要服務于業務,每種技術選擇沒有絕對的好壞,各有優缺點,適合場景。具體應該用哪一種,需要根據成本、團隊技能、系統的未來發展綜合考慮,目前團隊系統中上面幾種情況都存在。正如軟件架構定律:軟件架構中的一切都是在權衡,架構背后的原因比方法更重要。
審核編輯 黃宇
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