微服務(Microservices)是一種軟件開發風格,它將應用程序構建為一組小型、獨立的服務。每個服務都圍繞特定業務功能建模,運行在自己的進程中,並通過輕量級通信機制如HTTP RESTful API交互。微服務架構旨在促進敏捷開發與部署,並提升系統的可維護性與可擴展性。

不同於傳統單體式架構(Monolithic Architecture),其中所有功能集中於一個大型代碼庫並作為單一整體運行和部署,微服務將各個功能劃分成自治的模塊。這種設計方法使得各個微服務可以使用最合適的技術棧來實現,因此能夠靈活地採用新技術和更新。在團隊合作上也更加高效,因為每個團隊可以專注於特定微服務的開發與優化。

在實踐中,微服務需要涵蓋眾多關鍵考量:包括但不限於持續集成/持續部署(CI/CD)、容器化、自動化測試、監控和日誌記錄、負載平衡以及錯誤處理等。當然還有跨服務間事物管理和資料一致性保障,在分佈式系統中格外重要。 透過精心設計的API契約與版本管理策略,微服務間可以相互配合工作而不會彼此干擾。

透明度和模塊化程度高意味著任何單一微服務的失效都不至於影響到整個系統的穩健性;反之,在必要時也能快速替換或升級某些部分而無需重新部署整個應用程序。 雖然微服務帶來了顯著好處,但它也引入了新挑戰。例如:網路延遲、資料完整性保護、分佈式事物管理等問題均需要被周全考量且恰當解決。

另外,在安全方面也需要特別關注:由於多點接入與分散式特性增加攻擊面積,因此必須強化身份驗證、授權和加密等安全措施。 因此,在開發SaaS產品時針對其背後所支撐之微服務架構深思熟慮地規劃及執行是至關重要的—從核心業務需求出發剖析哪些元素最適合以微服勤方式實現;同時預先規劃好如何處理跨越不同服务间可能出現之溝通問題與數据壁壘等挑戰。只有如此才能充分利用到微服务架构所带来灵活与高效率优势,并保证系统长期健康发展与用户体验优化不断前进。

IVS 需要一個可擴展且易於與其他相似系統結合的基於雲端架構。最終,軟體即服務(SaaS)的可擴展性應確保垂直和水準的縮放,這些都是升級和降級的示例。SaaS 的可擴展性選項包括多層次可擴展架構、租戶感知、自動數據移動、工作負載支持、軟體架構和數據庫訪問。

微服務提供了可擴展性,有助於節省時間和金錢,讓用戶在新功能推出後能夠及時更新使用。

企業可以利用IVS服務來存儲和備份數據,這通常比將其保存在本地磁盤/個人電腦上更安全。在安全緊急情況下,軟件即服務(SaaS)提供商的服務器和數據庫受到保護,使大部分公司的數據能夠保持安全。因此,在SaaS應用程式開發中需要確保SaaS架構具有安全保障措施。

同時,它還應該在啟用SaaS應用程式身份和訪問管理的同時,保護用戶免受OWASP/SAN識別的漏洞攻擊。

軟體即服務(SaaS)提供商需要考慮架構的健康狀況,以確保使用者利用工具和服務時能夠提供安全的網絡和卓越的性能。這些準則對於評估和監控企業的SaaS應用程式是必要的。在這裡,可靠的SaaS架構是指具備所有關鍵組件以確保SaaS可靠性的架構。

使用微服務架構開發基於SaaS的產品,意味著將您的軟體作為獨立服務執行,並使用輕量級API與其他服務互動。微服務對於提供SaaS的獨立軟體供應商(ISV)非常有用,因為他們無需事先確定要支援的設備清單。如果您正在開發一個多平臺應用程式,微服務將保持設備和平臺不可知性,讓您能夠提供一致的使用者體驗。

單體架構可以一次部署所有服務和元素,因為它是一個巨大的應用程式。其組件相互關聯並相互依賴,因此被稱為緊密耦合的架構。在使用單體架構時,可以針對每個組件及其相關聯的組件撰寫程式碼。

通常,單一的jar/war檔案包含了應用程式多層級(包括顯示、服務和執行單元)的所有程式碼。基本上,這是一個包含了應用程式所需功能的單一程式庫。 首先,讓我們比較微服務和單體架構。

單體應用程式作為一個整體建立。企業應用程式通常基於單體架構並分為三部分:數據庫:數據庫是存儲在使用關聯模型的數據庫管理系統中的表集合。客戶端UI:在瀏覽器中運行的HTML頁面和/或JavaScript。

服務器端申請:處理HTTP請求,執行特定於領域的邏輯,從數據庫中獲取和更新數據,並生成要傳遞給瀏覽器的HTML視圖。之所以稱之為單體架構,是因為它包含一個單一的邏輯可執行文件。因此,在對系統進行任何更改之前,開發人員需要建立和部署服務端申請的更新版本。

現在,讓我們瞭解...

在傳統的軟體開發流程中,常常會有大型團隊一起合作,在單一的龐大架構下進行部署。無論是按照瀑布式或敏捷式方法,與微服務架構相比,單體架構存在幾個問題:單體程式可以被視為是一個巨大的亂七八糟,意味著沒有任何一位開發者甚至是一組開發者能夠瞭解所有應用程式的功能。單體應用只能從有限的重複使用中受益。

根據SaaS(軟體即服務)模型來說,基於單體架構進行擴展相對困難。單體應用工具在操作靈活性上部署困難重重。如果使用像JEE或.NET這種單一開發堆棧來建立單體系統,你將缺乏「適合此工作的正確工具」。

然而,通過微服務架構配合雲端部署工具、API管理和整合技術,我們可以以一種全新的方式來創建軟體。你可以從將微服務拆分為一組獨立的服務中受益,這些服務是獨立構建、部署和維護的。

相較於單體架構,微服務架構需要更少的開發人員來達到相同的開發需求。微服務架構為組件提供了獨立部署的能力,使得不同的團隊和服務之間溝通時間減少,增加了敏捷性。每個服務都是一個獨立的部署單元,可以根據其他服務的需要進行單獨擴展。

當服務被分別建置時,開發人員可以根據需要使用合適的框架。自包含的微服務可以獨立部署,設置和佈署時間較短。對於新開發人員來說,只需了解一個單一的微服務而不是整個系統就能輕鬆入門項目。

只有在某個微服務因高流量而需要扩展時才需要水平擴展它。因此,微服務設計具有水平可伸展性。

轉向微服務架構有許多優點,但也帶來了重大變革。在這裡,我們將討論一些當你轉向微服務架構時需要考慮的關鍵因素。 移往微服務架構具有眾多好處,但同時也伴隨著重要的改變。

以下是幾個你在轉向微服務架構時需要考慮的關鍵因素。 首先,一個主要的考量是如何劃分和組織你的服務。在傳統單體式架構中,所有功能都被打包到一個單一的程式碼庫中。

而在微服務架構中,你需要將不同功能拆分成獨立的、可互相通信的服務。這種拆分可以根據業務邏輯或技術需求進行組織。 其次,在遷移到微服務架構時必須重視資料管理和通訊方式。

由於每個服務只負責特定功能的實現,數據也可能被分散存儲在不同地方。因此,你需要設計適當的機制來確保數據一致性和溝通效率。例如,使用API或消息佇列來實現服務間的溝通。

另外,微服務架構還需要考慮如何管理服務的部署和監控。由於每個服務都是獨立部署的,你需要建立有效的管道來自動化部署流程並確保系統正常運行。同時,也需要建立監控系統以追蹤服務的性能和可用性。

最後,轉向微服務架構還涉及到團隊組織和文化變革。在傳統開發中,團隊可能負責整個應用程式的開發和維護。而在微服務架構中,不同功能模塊由不同團隊負責開發和維護。

因此,你需要重新調整團隊結構、分配職責並鞏固有效的溝通協作方式。 總之,在轉向微服務架構時需細心思考上述幾個關鍵因素。透過合理的服務劃分、有效的資料管理和通訊方式、自動化部署和監控系統以及適應新的團隊組織文化,你可以更好地利用微服務架構的優勢。

最好能夠區分企業的功能、提供的服務以及所需的微服務。如果不這樣做,就有可能創建過於細碎的微服務,而面臨風險。使用微服務策略不會影響這種情況,並最終保持軟體即服務(SaaS)未被過度細分化。

創建過多的微服務將使您浪費資源並大大細分您的軟體架構。為了避免處理微服務之間的取捨,您必須為每個服務設立開發團隊。如果有很多微服務,操作管理成本將相當可觀。

這可能導致高成本,可能掩蓋了使用微服務在限制操作支出方面所獲得的優點。

最好擁有軟體,能夠模擬團隊的工作模式。組織中的團隊應該與服務相協調並對其進行安排,以使他們能夠全程負責整個流程。亞馬遜把這些團隊稱為「你建立它,你擁有它」或者「建立和管理」團隊。

這些團隊負責從概念到執行的軟體開發和生產的所有階段。一個建立和運行的團隊不需要超過10人,因為ISV(獨立軟體供應商)在微服務模型中通常會有幾個小型團隊。因此,必須建立一個整體的QA(品質保證)團隊,與所有其他團隊合作,提供必要的監管並確保每個團隊的目標與微服務的累積目標相一致。

微服務架構需要一種不同於傳統測試方法的測試方法,從而消除了手動測試的需求。由於微服務的範圍較窄,自動化測試所需時間和簡單性都比傳統架構更少。決定上市時間的一個最重要因素是自動化測試。

如果強調手動測試,您利用優勢的目標可能會失敗。因此,確保每個微服務都具有一流的自動化測試必須包括以下內容。此外,這些測試應以金字塔形式設置,就像其他應用程式測試一樣。

這意味著大部分單元測試應位於金字塔頂部,而最少的端到端測試則位於底部。

在使用微服務架構時,採用創建領域驅動設計(DDD)是一個很好的選擇。這與設計你的微服務密切相關,但它更進一步地創建了一個精煉、目的明確的微服務架構。你的業務領域成為了設計微服務的基礎。

例如,考慮Netflix;他們為了根據不同國家/地區提供定制內容(電影和系列劇),在其內容交付和追蹤服務上使用不同的伺服器。將DDD視為一種代表具有預定規則和想法的面向對象模型的設計哲學。因此,軟體架構師可以使微服務架構易於企業理解。

一旦從單片架構轉移到微服務完畢,保持對業務目標的追蹤就變得非常重要。如果您的期望與結果有很大差異,獨立軟體供應商(ISV)可能忽視了一些關鍵概念。ISV需要進行優化和採取補救措施,以確保其微服務能夠發揮最佳功能。

事實上,微服務的設計是為了通過最小化依賴關係而最大程度地提高性能,超越了“鬆耦合”的好處。因此,在下一個基於微服務的項目中,根據眾多因素和目標仔細選擇技術堆棧非常重要。例如,在大型項目中可以首選.NET、Java和PHP,而在小型項目中可以切換到JavaScript,因為它們更適合微服務基礎架構的實現。

你可以使用容器來建立和執行微服務應用程式架構,它們提供了一種更好的方式。將程式從開發者的桌面轉移到生產環境中時,容器能夠提供輕量級虛擬運行環境給應用程式使用。無論是虛擬還是實體操作系統,都可以運行容器。

你的應用程式相依性可以被包含在一個單一的容器中,使得部署變得更加容易。容器可以在系統、裸金屬伺服器或雲端服務上運行。此外,你還可以使用Kubernetes來管理容器並防止服務中斷。

Kubernetes支援跨許多主機管理微服務的容器,在其生命週期中進行自動化部署、自動調整規模以及快速開發和部署等等優點都可以在採用微服務時享受到。

如果你想充分利用微服務,自動化創建和部署微服務的過程是必不可少的。因此,你需要一套合適的DevOps工具來確保效率。多個DevOps團隊可以共同協作來建立和部署微服務。

為了讓開發人員更加方便,微服務可以在任何雲端上部署,而無需為Microsoft Azure和AWS平臺分別建立代碼。開發和管理的基本方面將保持不變。然而,應用程式中使用的技術堆棧將根據以下因素而有所不同:受眾平臺內外要求您可以從一系列用於微服務的DevOps工具中進行選擇。

下面是可能的選項快速查看。

使用適當的開源技術可以極大地促進微服務架構的發展。幸運的是,有一個強大的開源生態系統工具可供您使用。例如,您可以使用「Spring Boot」這個流行的開源框架之一來創建微服務。

此外,還有其他一些框架可供您選擇來創建微服務,如用於專案監控的Logstash、用於API開發的Postman、用於消息傳送的Amazon Simple Queue Service(SQS)以及用於部署的Kubernetes。同時,您也可以考慮利用GitHub。雖然它不完全是開源的,但您可以將其用於版本控制和簡化原始碼管理。

在無伺服器微服務架構中,每個服務都是用不同的語言、框架和版本編寫的,從功能和特性上相互隔離。在實施框架時必須注意這些差異。此外,在實現無伺服器API網關時,請考慮以下事項。

每個服務都應該能夠獨立於其他服務進行擴展和部署。每個服務的實例應該保持分開。確保限制服務使用的CPU和內存量。

按照預定的預算進行部署。確保部署可靠性。無伺服器微服務架構可以幫助您達到上述部署要求。

開發人員可以將包含整個框架源代碼的ZIP文件提交給基礎設施進行部署,然後稍後提及性能準則。Amazon、IBM和Google等公司的用戶可以將本地操作轉移到AWS Lambda、Azure Functions等旗艦無伺服器平臺上。