微服务拆分之道

微服务拆分之道

作者｜ 修冶

背 景

​微服务在最近几年大行其道，很多公司的研发人员都在考虑微服务架构，同时，随着 Docker 容器技术和自动化运维等相关技术发展，微服务变得更容易管理，这给了微服务架构良好的发展机会。​在做微服务的路上，拆分服务是个很热的话题。我们应该按照什么原则将现有的业务进行拆分？是否拆分得越细就越好？接下来一起谈谈服务拆分的策略和坚持的原则。​

拆分目的是什么？

​在介绍如何拆分之前，我们需要了解下拆分的目的是什么，这样才不会在后续的拆分过程中忘了最初的目的。​拆分的本质是为了将复杂的问题简单化，那么我们在单体架构阶段遇到了哪些复杂性问题呢？首先来回想下当初为什么选用了单体架构，在电商项目刚启动的时候，我们只希望能尽快地将项目搭建起来，方便将产品更早的投放市场进行快速验证。在开发初期，这种架构确实给开发和运维带来了很大的便捷，主要体现在：​

开发简单直接，代码和项目集中式管理。 排查问题时只需要排查这个应用就可以了，更有针对性。 只需要维护一个工程，节省维护系统运行的人力成本。

拆分时机应该如何决策？

随着公司的商业模式逐渐得到验证，且产品获得了市场的认可，为了能加快产品的迭代效率快速占领市场，公司开始引进更多的开发同学，这时系统的复杂度会变得越来越高，就出现单体应用和团队规模之间出现矛盾，研发效率不升反降。上图中的交叉点表明，业务已经达到了一定的复杂度，单体应用已经无法满足业务增长的需求，研发效率开始下降，而这时就是需要考虑进行服务拆分的时机点。这个点需要架构师去权衡。笔者所在的公司，是当团队规模达到百人的时候，才考虑进行服务化。​当我们清楚了什么时候进行拆分，就可以直接落地了吗？不是的，微服务拆分的落地还要提前准备好配套的基础设施，如服务描述、注册中心、服务框架、服务监控、服务追踪、服务治理等几大基本组件，以上每个组件缺一不可，每个组件展开又包括很多技术门槛，比如，容器技术、持续部署、DevOps 等相关概念，以及人才的储备和观念的变化。微服务不仅仅是技术的升级，更是开发方式、组织架构、开发观念的转变。

至此，何时进行微服务的拆分，整体总结如下：​

业务规模：业务模式得到市场的验证，需要进一步加快脚步快速占领市场，这时业务的规模变得越来越大，按产品生命周期来划分（导入期、成长期、成熟期、衰退期）这时一般在成长期阶段。如果是导入期，尽量采用单体架构。 团队规模：一般是团队达到百人的时候。 技术储备：领域驱动设计、注册中心、配置中心、日志系统、持续交付、监控系统、分布式定时任务、CAP 理论、分布式调用链、API 网关等等。 人才储备：精通微服务落地经验的架构师及相应开发同学。 研发效率：研发效率大幅下降，具体问题参加上面拆分目的里提到的。

拆分时应该坚守哪些指导原则？

1. 单一服务内部功能高内聚低耦合

8. 阶段性合并​随着你对业务领域理解的逐渐深入或者业务本身逻辑发生了比较大的变化，亦或者之前的拆分没有考虑的很清楚，导致拆分后的服务边界变得越来越混乱，这时就要重新梳理领域边界，不断纠正拆分的合理性。​

拆分的粒度是不是越细越好？

​目前很多传统的单体应用再向微服务架构进行升级改造，如果拆分粒度太细会增加运维复杂度，粒度过大又起不到效果，那么改造过程中如何平衡拆分粒度呢？

1. 弓箭原理​平衡拆分粒度可以从两方面进行权衡，一是业务发展的复杂度，二是团队规模的人数。如上图，它就像弓箭一样，只有当业务复杂度和团队人数足够大的时候，射出的服务拆分粒度这把剑才会飞的更远，发挥出最大的威力。​比如说电商的商品服务，当我们把商品从大的单体里拆分出来的时候，就商品服务本身来讲，逻辑并没有足够复杂到 2 ~ 3 个人没法维护的地步，这时我们没有必要继续将商品服务拆的更细，但是随着业务的发展，商品的业务逻辑变的越来越复杂，可能同时服务公司的多个平台，此时你会发现商品服务本身面临的问题跟单体架构阶段面临的问题基本一样，这个阶段就需要我们将商品拆成更细粒度的服务，比如，库存服务、价格服务、类目服务、商品基础信息服务等等。

虽然业务复杂度已经满足了，如果公司此时没有足够的人力（招聘不及时或员工异动比较多），服务最好也不要拆分，拆分会因为人力的不足导致更多的问题，如研发效率大幅下降（一个开发负责与其不匹配数量的服务）。这里引申另外一个问题，一个微服务究竟需要几个开发维护是比较理性的？我引用下李云华老师在"从零开始学架构“ 中的一段经典论述，可以解决此问题。​2. 三个火枪手原则​为什么说是三个人分配一个服务是比较理性的？而不是 4 个，也不是 2 个呢？​首先，从系统规模来讲，3 个人负责开发一个系统，系统的复杂度刚好达到每个人都能全面理解整个系统，又能够进行分工的粒度；如果是 2 个人开发一个系统，系统的复杂度不够，开发人员可能觉得无法体现自己的技术实力；如果是 4 个甚至更多人开发一个系统，系统复杂度又会无法让开发人员对系统的细节都了解很深。​其次，从团队管理来说，3 个人可以形成一个稳定的备份，即使 1 个人休假或者调配到其他系统，剩余 2 个人还可以支撑；如果是 2 个人，抽调 1 个后剩余的 1 个人压力很大；如果是 1 个人，这就是单点了，团队没有备份，某些情况下是很危险的，假如这个人休假了，系统出问题了怎么办？​最后，从技术提升的角度来讲，3 个人的技术小组既能够形成有效的讨论，又能够快速达成一致意见；如果是 2 个人，可能会出现互相坚持自己的意见，或者 2 个人经验都不足导致设计缺陷；如果是 1 个人，由于没有人跟他进行技术讨论，很可能陷入思维盲区导致重大问题；如果是 4 个人或者更多，可能有的参与的人员并没有认真参与，只是完成任务而已。​“三个火枪手”的原则主要应用于微服务设计和开发阶段，如果微服务经过一段时间发展后已经比较稳定，处于维护期了，无须太多的开发，那么平均 1 个人维护 1 个微服务甚至几个微服务都可以。当然考虑到人员备份问题，每个微服务最好都安排 2 个人维护，每个人都可以维护多个微服务。​综上所诉，拆分粒度不是越细越好，粒度需要符合弓箭原理及三个火枪手原则。​

拆分策略有哪些？

​拆分策略可以按功能和非功能维度进行考虑，功能维度主要是划分清楚业务的边界，非功能维度主要考虑六点包括扩展性、复用性、高性能、高可用、安全性、异构性。接下来详细介绍下。

功能维度​功能维度主要是划分清楚业务边界，采用的主要设计方法可以利用 DDD（关于 DDD 的理论知识可以参考网上其它资料），DDD 的战略设计会建立领域模型，可以通过领域模型指导微服务的拆分，主要分四步进行：​

第一步，找出领域实体和值对象等领域对象。 第二步，找出聚合根，根据实体、值对象与聚合根的依赖关系，建立聚合。 第三步，根据业务及语义边界等因素，定义限界上下文。 第四步，每一个限界上下文可以拆分为一个对应的微服务，但也要考虑一些非功能因素。

2. 非功能维度​当我们按照功能维度进行拆分后，并不是就万事大吉了，大部分场景下，我们还需要加入其它维度进一步拆分，才能最终解决单体架构带来的问题。​

扩展性：区分系统中变与不变的部分，不变的部分一般是成熟的、通用的服务功能，变的部分一般是改动比较多、满足业务迭代扩展性需要的功能，我们可以将不变的部分拆分出来，作为共用的服务，将变的部分独立出来满足个性化扩展需要。同时根据二八原则，系统中经常变动的部分大约只占 20%，而剩下的 80 % 基本不变或极少变化，这样的拆分也解决了发布频率过多而影响成熟服务稳定性的问题。 复用性：不同的业务里或服务里经常会出现重复的功能，比如每个服务都有鉴权、限流、安全及日志监控等功能，可以将这些通过的功能拆分出来形成独立的服务，也就是微服务里面的 API 网关。在如，对于滴滴业务，有快车和顺风车业务，其中都涉及到了订单支付的功能，那么就可以将订单支付独立出来，作为通用服务服务好上层业务。如下图：

高性能：将性能要求高或者性能压力大的模块拆分出来，避免性能压力大的服务影响其它服务。常见的拆分方式和具体的性能瓶颈有关，例如电商的抢购，性能压力最大的是入口的排队功能，可以将排队功能独立为一个服务。同时，我们也可以基于读写分离来拆分，比如电商的商品信息，在 App 端主要是商详有大量的读取操作，但是写入端商家中心访问量确很少。因此可以对流量较大或较为核心的服务做读写分离，拆分为两个服务发布，一个负责读，另外一个负责写。还有数据一致性是另一个基于性能维度拆分需要考虑的点，对于强一致的数据，属于强耦合，尽量放在同一个服务中（但是有时会因为各种原因需要进行拆分，那就需要有响应的机制进行保证），弱一致性通常可以拆分为不同的服务。

高可用：将可靠性要求高的核心服务和可靠性要求低的非核心服务拆分开来，然后重点保证核心服务的高可用。具体拆分的时候，核心服务可以是一个也可以是多个，只要最终的服务数量满足“三个火枪手”的原则就可以。比如针对商家服务，可以拆分一个核心服务一个非核心服务，核心服务供交易服务访问，非核心提供给商家中心访问 。 安全性：不同的服务可能对信息安全有不同的要求，因此把需要高度安全的服务拆分出来，进行区别部署，比如设置特定的 DMZ 区域对服务进行分区部署，可以更有针对性地满足信息安全的要求，也可以降低对防火墙等安全设备吞吐量、并发性等方面的要求，降低成本，提高效率。 异构性：对于对开发语言种类有要求的业务场景，可以用不同的语言将其功能独立出来实现一个独立服务。

以上几种拆分方式不是多选一，而是可以根据实际情况自由排列组合。同时拆分不仅仅是架构上的调整，也意味着要在组织结构上做出相应的适应性优化，以确保拆分后的服务由相对独立的团队负责维护。​

服务都拆了为什么还要合并？

​古希腊哲学家赫拉克利特曾经说过：“人不能两次踏进同一条河流。”随着时间的流逝，任何事物的状态都会发生变化。线上系统同样如此，即使一个系统在不同时刻的状况也绝不会一模一样。现在拆分出来的服务粒度也许合适，但谁能保证这个粒度能够一直正确呢。

拆分过程中要注意的风险

​1. 不打无准备之仗​开发团队是否具备足够的经验，能否驾驭微服务的技术栈，可能是第一个需要考虑的点。这里并不是要求团队必须具备完善的经验才能启动服务拆分，如果团队中有这方面的专家固然是最好的。如果没有，那可能就需要事先进行充分的技术论证和预演，至少不打无准备之仗。避免哪个简单就先拆哪个，哪个新业务要上了，先起一个服务再说。否则可能在一些分布式常见的问题上会踩坑，比如服务器资源不够、运维困难、服务之间调用混乱、调用重试、超时机制、分布式事务等等。​2. 不断纠正​我们需要承认我们的认知是有限的，只能基于目前的业务状态和有限的对未来的预测来制定出一个相对合适的拆分方案，而不是所谓的最优方案，任何方案都只能保证在当下提供了相对合适的粒度和划分原则，要时刻做好在未来的末一个时刻会变得不和时宜、需要再次调整的准备。因此随着业务的演进，需要我们重新审视服务的划分是否合理，如服务拆的太细，导致人员效率反而下降，故障的概率也大大增加，则需要重新划分好领域边界。

3. 要做行动派，而不是理论派

在具体怎么拆分上，也不要太纠结于是否合适，不动手怎么知道合不合适呢？如果拆了之后发现真的不合适，在重新调整就好了。你可能会说，重新调整成本比较高。但实际上这个问题的本质是有没有针对服务化架构搭建起一套完成的能力体系，比如服务治理平台、数据迁移工具、数据双写等等，如果有的话，重新调整的成本是不会太高的。

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