微服务架构是一种构建软件应用的新颖方式，强调其灵活性、可扩展性和模块化特性。 这种方法的核心在于将庞大复杂的应用分解为一系列小型、独立运作的组件，每个组件都专注于执行特定的功能。
这种架构模式为每个服务单元提供了独立的开发、更新、测试、部署和维护框架。 开发者可以将其应用程序视为一个由众多自主服务构成的集合，而不是一个单一的整体。
现代云原生应用大多采用容器化技术构建微服务，这已成为一种普遍现象。 容器封装了微服务运行所需的代码、库、可执行文件和其他所有资源，使得开发者在构建应用时无需过度关注依赖性问题。
信息来源：microsoft.com
当今，包括 Netflix、亚马逊、Uber 和 eBay 在内的众多知名企业都已纷纷从传统的单体应用转向微服务架构。 这一转变不仅提升了用户体验，也带来了更稳定可靠的服务。
概述
在不断变化的商业环境中，企业都在积极寻求保持竞争优势和提升效率的方法。 特别是软件开发领域，开发者们正在不断探索新的应用构建和维护策略，以更高效地添加新功能。
在此背景下，越来越多的开发者选择从单体架构转向微服务架构。 这种转变使得他们能够以更快的速度和更高的可靠性构建应用和新功能。 此外，这种架构允许开发团队以更小的规模、跨职能协作，并以松散耦合的方式定期更新应用。
微服务架构支持软件的持续开发和部署。 每个团队都可以独立进行小规模的修改，并利用自动化的部署管道快速测试应用和新功能。
信息来源：aws.amazon.com
从根本上说，微服务架构克服了单体架构的许多挑战和局限性。 通过将大型复杂应用分解为更小的单元，可以更轻松地将其开发为多个独立子单元的集合。
微服务架构如何运作
微服务架构的核心理念是将应用程序构建为一组松散耦合、可独立部署的服务。 每个服务由一个小型专业团队负责，它们独立运行，并且专注于解决特定的业务功能。
各个团队可以独立地构建、部署、修改、测试和维护每个服务单元，而不会对其他服务造成影响。 与单体应用将所有服务无差别地捆绑在一起不同，微服务架构将每个业务功能分解为独立的单元。
每个微服务专注于一个特定的功能，例如日志记录、发票处理、搜索或消息传递。 通过组合多个微服务，可以构建出功能多样的应用程序。 虽然某些微服务可以独立执行特定的业务功能，但有时两个或多个服务需要协同工作来完成更复杂的任务。
在微服务架构中，开发者可能会根据业务或功能需求，以垂直方式分解大型复杂的应用程序，从而形成更小、可独立部署的子单元。
某些操作可能仅需一个微服务即可完成。 然而，一些复杂或需求高的操作则会分布在多个微服务中。 在这种情况下，各个子单元通过轻量级的同步或异步、与语言无关的网络调用（例如 REST、gRPC 或消息传递）进行通信。
此外，客户端并不直接与微服务对话，而是通过 API 网关将请求转发到相应的微服务。
微服务架构的特点
每个微服务或应用进程都以松散耦合的独立服务形式运行，它们拥有自己的逻辑和依赖关系。 各团队可以独立地修改、测试、更新、部署和扩展微服务，而不会影响同一应用程序中的其他服务。
微服务架构的显著特点包括：
- 应用程序由多个独立且可独立部署的进程组成。 然而，单个用户请求可能需要调用多个微服务来完成。
- 这种架构支持细粒度和水平扩展。
- 微服务拥有外部边界，内部不直接通信。 它们通过轻量级网络调用，如 RPC 和消息传递，进行交互。
- 它由专门且简单的单元组成，每个单元都解决特定的业务功能或问题。 在大多数情况下，每个开发团队都精通特定的组件。
- 随着对更多功能的需求增加，开发者可能会添加更多的代码，这将使应用程序更加复杂。 在这种情况下，团队可以将其进一步分解为更加独立且易于管理的服务。
单体架构与微服务架构
在单体架构中，如果某个功能的需求激增，开发者必须扩展整个架构。 添加新功能或修改现有应用会变得非常复杂、耗时且成本高昂。
此外，一个组件的故障可能会影响整个应用程序的可用性，尤其是在组件或进程之间存在依赖关系的情况下。
单体应用的一些主要缺点包括：
- 可靠性较低，因为如果单个组件发生故障，整个应用程序将无法运行。
- 缺乏灵活性。
- 难以扩展。
- 开发速度缓慢，因为必须完成前一个步骤才能进入下一步。
- 不适用于大型和复杂的应用程序，因为它缺乏灵活性且开发速度缓慢。
在微服务架构中，不同的独立组件用于构建应用程序。 每个功能或微服务都作为独立的服务运行，当需要添加或修改功能时，无需升级整个架构，只需构建所需的组件即可。
信息来源：ibm.com
这使得您可以根据业务需求独立地更新、部署、扩展或运行每个服务。 此外，与整个应用程序可能崩溃的单体应用相比，单个组件发生故障的影响会小得多。
微服务架构的优势
微服务架构的主要优势包括：
#1。 轻松灵活地扩展服务
微服务架构使得开发者能够独立扩展每个服务，以满足特定功能的独特需求。
这样，团队就不必扩展整个应用程序。 相反，他们只需要关注那些有更高需求的单元，然后将其与其相关的基础设施一起扩展。
#2。 更好的弹性
由于微服务是独立的且自包含的，因此一个服务出现问题只会降低应用程序的性能，而不会导致完全失败。 其他运行良好的微服务将继续运行，只有受影响的功能将不可用。
在单体架构中，一个特性的问题很可能会导致整个应用程序的崩溃。
#3。 代码复用
开发者可以使用一些模块来执行多个进程。 例如，执行特定任务的微服务也可以作为另一个服务的构建块。
因此，开发者无需从头编写新代码即可构建附加功能。 相反，他们可以将部分代码复用于其他服务。
其他优势还包括：
- 微服务架构利用了容器、无服务器计算、DevOps 和其他现代软件开发技术。
- 它允许开发者同时创建和交付多个服务。
- 能够在不影响其他功能的情况下测试、排除故障、更新或删除某些功能。
- 更短的开发周期和更快的部署。
- 较小的开发团队。
微服务架构的缺点
微服务架构的优势在于其支持快速、频繁且可靠地开发大型复杂应用程序。 然而，它也存在一些缺点和局限性。
- 对于大型应用程序，微服务之间可能存在复杂的编码挑战。
- 随着微服务数量的增加和应用程序的增长，管理安全性成为一项挑战。 实际上，这种架构会导致分布式系统具有更大的攻击面、复杂的访问规则和更多需要监控的网络流量。 例如，有许多暴露的端口、API 和其他组件，传统的安全工具和防火墙可能无法提供充分保护。 这使得微服务容易受到 DDoS、中间人、跨站点脚本和其他攻击。
- 随着大型复杂应用程序的增长，对其进行故障排除变得更加困难。 大量模块相互通信可能会因为网络流量和 RPC 调用的增加而导致通信开销。
- 大量的服务、进程、容器、数据库和其他活动组件带来了分布式系统的复杂性和挑战。
- 随着应用程序规模的扩大和复杂性的增加，确保交易安全变得更加困难。
信息来源：developers.redhat.com
微服务架构使得较小的团队能够开发独立的松散耦合服务。 为了保持竞争力，团队需要使用各种工具来支持框架、自动化一些重复性任务并加速应用程序和新功能的部署。
微服务工具的功能和其他特性各不相同，因此选择取决于具体需求和开发人员想要实现的目标。
一些常用的工具包括：
- Linux 和 Windows 等操作系统
- 编程语言——Spring Boot、Elixir、Java、Golang、Python、Node JS
- API 管理和测试工具 API Fortress、Postman、Tyk
- 消息传递工具——RabbitMQ、Amazon Simple Queue Service (SQS)、Apache Kafka、Google Cloud Pub/Sub
- 工具包——Seneca、fabric8、Google Cloud Functions
- 架构框架——Kong、Goa、Helidon、Quarkus、Molecular
- 编排工具——Conductor、Kubernetes、Azure Kubernetes 服务 (AKS)、Apache Mesos、Amazon Elastic Container Service。
- 监控工具——Logstash、Graylog Elastic Stack、中间件
- 无服务器工具——Kubeless、Claudia、Apache Openwhisk
微服务架构的应用场景
微服务架构是各种行业和应用的理想选择，能够显著提升性能和效率。 以下是一些常见的应用场景：
#1。 数据流
当需要流式传输和处理来自单个或多个来源的大量数据时，微服务可以帮助提高效率和性能。
#2。 可扩展的 Web 应用
虽然一些 Web 应用通常采用单体架构，但使用微服务架构可以提高可扩展性和性能。
#3。 物联网 (IoT) 应用
物联网应用开发者可以使用微服务架构来构建应用。 这使得他们能够构建小型、轻量级、可独立部署且易于管理的应用程序。
ETL 是一种从一个或多个来源提取数据、将其转换为所需格式并将其加载到另一个数据存储或数据库中的技术。 微服务有助于提高此类 ETL 流程的可扩展性和性能。
采用微服务架构的公司示例
以下是一些采用微服务架构的主要技术公司：
亚马逊
亚马逊是微服务架构的主要推动者之一。 随着公司和客户群的增长，他们最初使用的单体应用程序变得不稳定且不可靠。
为了解决这个问题，他们转向了微服务，现在可以确保更轻松地维护、添加新功能以及维护各个独立服务，从而避免完全中断。
除了在亚马逊购物网站上使用微服务外，他们还提供基础设施，即亚马逊网络服务 (AWS)，企业可以在其中构建、托管和管理微服务。
优步
最初，优步依赖于一个单体应用程序，该应用程序足以满足其提供服务的城市的需要。 然而，随着公司进入新的市场和地区，该应用程序无法有效地支持用户。
为了确保服务的可靠性，优步转向了基于微服务的架构来实现某些功能，如行程管理、通道管理等。
信息来源：uber.com
网飞
借助微服务，Netflix 成功克服了随着客户群的增长而遇到的可扩展性挑战。
它使用 500 多个基于云的微服务，每天处理约 20 亿个请求。 除了提高可靠性和可用性外，微服务架构还降低了流媒体成本。
总结
与单体系统相比，微服务架构具有诸多优势。 其中包括更快的应用程序和功能部署、高度的灵活性和可扩展性以及弹性等。
然而，它也存在一些缺点，并且可能不适用于所有应用程序。 例如，对于小型应用程序来说，它可能并不具有成本效益。
此外，随着应用程序大小和功能增加，构建、部署和测试子单元变得更困难且成本更高，特别是当子单元分布在不同的云和网络环境中时。
因此，在采用微服务架构之前，评估并了解其优缺点至关重要。
接下来，您可以了解适用于小型企业的顶级 API 管理解决方案。