面向生產(chǎn)制造企業(yè)的微服務(wù)架構(gòu)應(yīng)用研究

肖開余?何城橋?唐信軍

摘要：隨著企業(yè)信息化、數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，制造企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)復(fù)雜程度不斷提升，傳統(tǒng)的應(yīng)用整體架構(gòu)愈加臃腫，維護(hù)困難、集成復(fù)雜等弊端日益凸顯，基于此微服務(wù)架構(gòu)摒棄了傳統(tǒng)大規(guī)模的單塊集成應(yīng)用，變?yōu)樗神詈稀⒓?xì)粒度、可靈活組合的自治單元。微服務(wù)架構(gòu)是一種架構(gòu)思想和開發(fā)模式的蛻變，相比于面向服務(wù)的架構(gòu)（Service Oriented Architecture，簡(jiǎn)稱 SOA），微服務(wù)架構(gòu)有著基于獨(dú)立服務(wù)、按需收縮、易于開發(fā)維護(hù)、上線周期快的優(yōu)點(diǎn)。本文主要闡述微服務(wù)架構(gòu)的定義及工作原理，論述微服務(wù)架構(gòu)的特征，以及微服務(wù)架構(gòu)在企業(yè)信息平臺(tái)建設(shè)應(yīng)用中的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：制造業(yè);微服務(wù);架構(gòu)

一、微服務(wù)架構(gòu)的概述及原理

“微服務(wù)”一詞源于Martin Fowler的名為Microservices的博文，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，微服務(wù)是系統(tǒng)架構(gòu)上的一種設(shè)計(jì)風(fēng)格，它的主旨是將一個(gè)原本獨(dú)立的系統(tǒng)拆分成多個(gè)小型服務(wù)，這些小型服務(wù)都在各自獨(dú)立進(jìn)程中運(yùn)行，服務(wù)之間通過(guò)基于HTTP的RESTful API進(jìn)行通信協(xié)作[3-4]。被拆分成的每一個(gè)小型服務(wù)都圍繞著系統(tǒng)中的某一項(xiàng)或一些耦合度較高的業(yè)務(wù)功能進(jìn)行構(gòu)建。并且每個(gè)服務(wù)都維護(hù)著自身的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、業(yè)務(wù)開發(fā)、自動(dòng)化測(cè)試案例以及獨(dú)立部署機(jī)制，如圖1所示。由于有了輕量級(jí)的通信協(xié)作機(jī)制基礎(chǔ)，所以這些微服務(wù)可使用不同語(yǔ)言編寫[5]。微服務(wù)架構(gòu)輕便的服務(wù)方式可有效保持分系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)和擴(kuò)展與延伸，為每個(gè)分系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)了劃分、使每個(gè)分系統(tǒng)都可以單獨(dú)地進(jìn)行維護(hù)和替換，使整個(gè)系統(tǒng)分而不散，有機(jī)融合[6]。

在現(xiàn)有微服務(wù)架構(gòu)中，Spring Cloud為常用的基礎(chǔ)框架，Spring Cloud是一系列框架的有序集合，利用Spring Boot的開發(fā)便利性簡(jiǎn)化了基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)。其工作原理是采用了分散治理，將一個(gè)系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)拆分成多個(gè)子系統(tǒng)服務(wù);將多個(gè)應(yīng)用通過(guò)負(fù)載均衡部署于子系統(tǒng);把子系統(tǒng)服務(wù)注冊(cè)到Eureka，以一定策略實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡;客戶端均通過(guò)API網(wǎng)關(guān)（Zuul）訪問(wèn)后臺(tái)服務(wù)，通過(guò)路由配置來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求功能;服務(wù)與服務(wù)之間可以相互訪問(wèn)及數(shù)據(jù)共享;Hystrix負(fù)責(zé)處理調(diào)用服務(wù)超時(shí)熔斷問(wèn)題，為服務(wù)提供容錯(cuò)保護(hù)，當(dāng)服務(wù)調(diào)用超時(shí)或出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可及時(shí)處理，避免整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。

二、微服務(wù)架構(gòu)的特征

（一）服務(wù)組件化

微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)最為突出的就是將復(fù)雜的應(yīng)用組件化地拆分為更簡(jiǎn)單、更小的服務(wù)，由于每個(gè)組件化的微服務(wù)都可以提供一個(gè)完整的功能，因此微服務(wù)可以專一地做一個(gè)特定業(yè)務(wù)，會(huì)讓業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)變得更加簡(jiǎn)單，也更容易進(jìn)行構(gòu)建、開發(fā)和維護(hù)。

（二）服務(wù)去中心化

微服務(wù)架構(gòu)中的每個(gè)微型服務(wù)都是獨(dú)立，這是應(yīng)對(duì)大型復(fù)雜系統(tǒng)的一種解耦設(shè)計(jì)。每個(gè)服務(wù)的構(gòu)建、開發(fā)，部署都是獨(dú)立的，對(duì)技術(shù)棧沒(méi)有太多限制，每個(gè)微服務(wù)都是相對(duì)獨(dú)立的、更加自由的管理空間，一個(gè)服務(wù)的更新迭代不會(huì)依賴和影響其他服務(wù)，從而達(dá)到對(duì)服務(wù)進(jìn)行自治。

（三）漸進(jìn)式設(shè)計(jì)

一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)應(yīng)用從成型到成熟，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，期間會(huì)有新的業(yè)務(wù)需求的出現(xiàn)，也會(huì)有業(yè)務(wù)需求的變更、消失。微服務(wù)的微型化可以快速使用這種快速變化的需求，可以在快速迭代中增加，變更或者刪除一個(gè)或者多個(gè)微服務(wù)而不影響整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用的運(yùn)行，因此微服務(wù)的漸進(jìn)式設(shè)計(jì)的特點(diǎn)不需要在一開始就構(gòu)建一個(gè)全面的應(yīng)用，而是隨著需求不斷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

（四）基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化

微服務(wù)架構(gòu)依托云計(jì)算和容器化技術(shù)，實(shí)施后續(xù)開發(fā)、運(yùn)維工作變得簡(jiǎn)便快捷。隨著企業(yè)業(yè)務(wù)深度的劃分，服務(wù)拆分越發(fā)復(fù)雜，導(dǎo)致工作人員的焦點(diǎn)從數(shù)量單一、復(fù)雜，向業(yè)務(wù)簡(jiǎn)單但數(shù)量龐大過(guò)度。云計(jì)算和容器化技術(shù)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，也就間接降低了微服務(wù)構(gòu)建、部署、運(yùn)行的復(fù)雜度。

（五）智能端點(diǎn)與管道偏平化

智能端點(diǎn)和啞管道是微服務(wù)架構(gòu)中所具有的顯著特點(diǎn)之一。在微服務(wù)架構(gòu)中，智能端點(diǎn)要求是智能化，管道通信方式應(yīng)當(dāng)是簡(jiǎn)單非智能化，組件之間調(diào)用關(guān)系不再是像傳統(tǒng)軟件架構(gòu)模式中直接通過(guò)函數(shù)方式進(jìn)行過(guò)程調(diào)用，通信方式也發(fā)生了改變，不再是過(guò)分依賴集中智能路由，而是由擁有智能端點(diǎn)平臺(tái)來(lái)提供。

三、微服務(wù)架構(gòu)在企業(yè)信息平臺(tái)建設(shè)中的價(jià)值

（一）設(shè)計(jì)應(yīng)用價(jià)值

微服務(wù)架構(gòu)可以有效幫助企業(yè)進(jìn)行信息平臺(tái)的構(gòu)建，在企業(yè)應(yīng)用微服務(wù)架構(gòu)之前，研發(fā)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)企業(yè)開展深入的需求調(diào)研，在深度了解企業(yè)需求的前提下，結(jié)合自身的專業(yè)完成相關(guān)信息化翻譯，以簡(jiǎn)潔的功能和頁(yè)面達(dá)到用戶的需求。通常情況下，信息平臺(tái)構(gòu)建的版塊之間需要有一定的數(shù)據(jù)流通和交互，使用微服務(wù)技術(shù)搭建相關(guān)應(yīng)用后，可使各版塊之間的交互更具有柔性，更能快速響應(yīng)用戶的需求變更，系統(tǒng)的上下線才能真正實(shí)現(xiàn)業(yè)界流行的灰度發(fā)布，有效的提升信息系統(tǒng)的運(yùn)維效率。

（二）架構(gòu)搭建應(yīng)用價(jià)值

企業(yè)信息平臺(tái)中展示層都有特定工作需求，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、分析都需要通過(guò)服務(wù)器才能實(shí)現(xiàn)共享，因此各功能都需要通過(guò)微服務(wù)架構(gòu)連接，并在功能上交互組成關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)功能、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)的靈活調(diào)用;通過(guò)微服務(wù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的建立和功能之間的數(shù)據(jù)流通可以有效降低數(shù)據(jù)擁堵概率，保持企業(yè)信息平臺(tái)數(shù)據(jù)運(yùn)行通暢，為用戶提供更加便捷、跳轉(zhuǎn)靈活的功能服務(wù);打破現(xiàn)有的企業(yè)業(yè)務(wù)和平臺(tái)應(yīng)用邊界，有利于企業(yè)部門之間的協(xié)作，提高資源利用率。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的步伐加快，在企業(yè)中應(yīng)用微服務(wù)已是必然趨勢(shì)。微服務(wù)設(shè)計(jì)不僅僅對(duì)于大型復(fù)雜的系統(tǒng)，對(duì)于中小型的一個(gè)應(yīng)用平臺(tái)同樣可采用微服務(wù)架構(gòu)，微服務(wù)架構(gòu)模式不僅可以提升平臺(tái)系統(tǒng)性能，還具備應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展?jié)摿Γ瑢?duì)企業(yè)信息化、數(shù)字化發(fā)展具有重要的意義。這幾年信息技術(shù)的發(fā)展，讓微服務(wù)越來(lái)越受關(guān)注，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，微服務(wù)架構(gòu)已逐漸成為企業(yè)開發(fā)的常用模式。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

肖開余（1983—），男，大學(xué)本科，貴州貴陽(yáng)市人，主要從事智能制造軟件系統(tǒng)研發(fā)，研究方向：企業(yè)信息化技術(shù)研究;

何城橋（1992.05-），男，大學(xué)本科，貴州銅仁市人;

唐信軍（1984.06-），男，貴州貴陽(yáng)市人。