微服务数据库设计

A. 什么是微服务

什么是微服务

微服务架构的系统是一个分布式的系统，按业务进行划分为独立的服务单元，解决单体系统的不足，同时也满足越来越复杂的业务需求。

一.单体架构

1.1什么是单体架构

在软件设计的时候经常提到和使用经典的3层模型，即表现层，业务逻辑层，数据访问层。虽然在软件设计中划分了3层模型，但是对业务场景没有划分，一个典型的单体架构就是将所有的业务场景的表现层，业务逻辑层，数据访问层放在一个工程中最终经过编译，打包，部署在一台服务器上。此时服务架构如图：

1.2单体架构存在的不足

在小型应用的初期，访问量小的时候这种架构的性价比还是比较高的，开发速度快，成本低，但是随着业务的发展，逻辑越来越复杂，代码量越来越大，代码得可读性和可维护性越来越低。用户的增加，访问量越来越多单体架构的应用并发能力十分有限。可能会有人想到将单体应用进行集群部署，并增加负载均衡服务器，再来个缓存服务器和文件服务器，数据库再搞个读写分离。这种架构如图：

这种架构虽然有一定的并发能力，及应对一定复杂业务，但是依然没有改变系统为单体架构的事实。大量的业务必然会有大量的代码，代码得可读性和可维护性依然很差。如果面对海量的用户，它的并发能力依然不够。基于以上单体架构系统的不足，提出了微服务架构。

二.微服务

2.1什么是微服务

说了这么多现在来看看到底什么是微服务。微服务最初是由Martin Fowler提出来的他的理解如下：

微服务架构就是将单一程序开发成一个微服务，每个微服务运行在自己的进程中，并使用轻量级的机制通信，通常是HTTP RESTFUL API。这些服务围绕业务能力来划分，并通过自动化部署机制来独立部署。这些服务可以使用不同的编程语言，不同数据库，以保证最低限度的集中式管理。

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总结起来微服务就是将一个单体架构的应用按业务划分为一个个的独立运行的程序即服务，它们之间通过HTTP协议进行通信（也可以采用消息队列来通信，如RoocketMQ，Kafaka等），可以采用不同的编程语言，使用不同的存储技术，自动化部署（如Jenkins）减少人为控制，降低出错概率。服务数量越多，管理起来越复杂，因此采用集中化管理。例如Eureka，Zookeeper等都是比较常见的服务集中化管理框架。

2.2微服务的优势

1）将复杂的业务拆分成多个小的业务，每个业务拆分成一个服务，将复杂的问题简单化。利于分工，降低新人的学习成本。

2）微服务系统是分布式系统，业务与业务之间完全解耦，随着业务的增加可以根据业务再拆分，具有极强的横向扩展能力。面对搞并发的场景可以将服务集群化部署，加强系统负载能力。

3）服务间采用HTTP协议通信，服务与服务之间完全独立。每个服务可以根据业务场景选取合适的编程语言和数据库。

4）微服务每个服务都是独立部署的，每个服务的修改和部署对其他服务没有影响。

2.3微服务和SOA的关系

SOA即面向服务的架构，SOA是根据企业服务总线（ESB）模式来整合集成大量单一庞大的系统，微服务可以说是SOA的一种实现，将复杂的业务组件化。但它比ESB实现的SOA更加的轻便敏捷和简单。

B. 微服务架构是什么

微服务架构，主要是中间层分解，将系统拆分成很多小应用（微服务），微服务可以部署在不同的服务器上，也可以部署在相同的服务器不同的容器上。当应用的故障不会影响到其他应用，单应用的负载也不会影响到其他应用，其代表框架有 Spring cloud、Dubbo 等。
微服务 Microservices 之父，马丁.福勒，对微服务大概的概述如下：就目前而言，对于微服务业界并没有一个统一的、标准的定义（While there is no precise definition of this architectural style ) 。但通常在其而言，微服务架构是一种架构模式或者说是一种架构风格，它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务，每个服务运行独立的自己的进程中，服务之间互相协调、互相配合，为用户提供最终价值。服务之间采用轻量级的通信机制互相沟通（通常是基于 HTTP 的 RESTful API ) 。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等。另外，应尽量避免统一的、集中式的服务管理机制，对具体的一个服务而言，应根据业务上下文，选择合适的语言、工具对其进行构建，可以有一个非常轻量级的集中式管理来协调这些服务。可以使用不同的语言来编写服务，也可以使用不同的数据存储。
六种常见的微服务架构模式：
1、聚合器微服务设计模式
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。
2、代理微服务设计模式
这是聚合模式的一个变种，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。
3、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，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。
4、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。
5、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，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。
6、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。