摘要：相反，它由單體中的適配器和使用一個或多個進程間通信機制的服務(wù)組成。因為微服務(wù)架構(gòu)的本質(zhì)是一組圍繞業(yè)務(wù)功能組織的松耦合服務(wù)。如果你嘗試將此類功能實現(xiàn)為服務(wù)，則通常會發(fā)現(xiàn)，由于過多的進程間通信而導(dǎo)致性能下降。這是快速展示微服務(wù)架構(gòu)價值的好方法。

你很有可能正在處理大型復(fù)雜的單體應(yīng)用程序，每天開發(fā)和部署應(yīng)用程序的經(jīng)歷都很緩慢而且很痛苦。微服務(wù)看起來非常適合你的應(yīng)用程序，但它也更像是一項遙不可及的必殺技。如何才能走上微服務(wù)架構(gòu)的道路？下面將介紹一些策略，幫你擺脫單體地獄，而無須從頭開始重寫你的應(yīng)用程序。

通過開發(fā)所謂的絞殺者應(yīng)用程序（strangler application），可以逐步將單體架構(gòu)轉(zhuǎn)換為微服務(wù)架構(gòu)。絞殺者應(yīng)用程序的想法來自絞殺式藤蔓，這些藤蔓在雨林中生長，它們包圍繞樹木生成，甚至有時會殺死樹木。絞殺者應(yīng)用程序是一個由微服務(wù)組成的新應(yīng)用程序，通過將新功能作為服務(wù)，并逐步從單體應(yīng)用程序中提取服務(wù)來實現(xiàn)。隨著時間的推移，當(dāng)絞殺者應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)越來越多的功能時，它會縮小并最終消滅單體應(yīng)用程序。開發(fā)絞殺者應(yīng)用程序的一個重要好處是，與宇宙大爆炸式的徹底重寫不同，它可以立刻落地，更快為企業(yè)提供價值。

有三種主要策略可以實現(xiàn)對單體的“絞殺”，并逐步用微服務(wù)替換之：

1） 將新功能實現(xiàn)為服務(wù)。 2）隔隔表現(xiàn)層和后端。 3） 通過將功能提取到服務(wù)中來分解單體。

第一種策略阻止了單體的發(fā)展。它通常是一種快速展示微服務(wù)價值的方法，有助于讓遷移和重構(gòu)的工作獲得公司內(nèi)部各個層面支持。另外兩種策略打破了單體。在重構(gòu)單體時，你有時可能會使用第二種策略，但你肯定會使用第三種策略，因為它能實現(xiàn)將功能從單體遷移到絞殺者應(yīng)用程序中。

下面讓我們來看一看這些策略。

“挖坑法則”（The Law of Holes）指出：如果你發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)陷入了困境，就不要再給自己繼續(xù)挖坑了。當(dāng)你的單體應(yīng)用變得無法管理時，這是一個很好的可供參考的建議。換句話說，如果你有一個龐大的、復(fù)雜的單體應(yīng)用程序，請不要通過向單體添加代碼來實現(xiàn)新功能。這將使你的單體變得更龐大，更難以管理。相反，你應(yīng)該將新功能實現(xiàn)為服務(wù)。

這是開始將單體應(yīng)用程序遷移到微服務(wù)架構(gòu)的好方法。它降低了單體的生長速度，加速了新功能的開發(fā)（因為是在全新的代碼庫中進行開發(fā)），還能快速展示采用微服務(wù)架構(gòu)的價值。

圖 1顯示了將新功能實現(xiàn)為服務(wù)后的應(yīng)用程序架構(gòu)。除了新服務(wù)和單體外，該架構(gòu)還包括另外兩個將服務(wù)集成到應(yīng)用程序中的元素：

■ API Gateway：將對新功能的請求路由到新服務(wù)，并將遺留請求路由到單體。

■ 集成膠水代碼：將服務(wù)與單體結(jié)合。它使服務(wù)能夠訪問單體所擁有的數(shù)據(jù)，并能夠調(diào)用單體實現(xiàn)的功能。

集成膠水的代碼不是一個獨立組件。相反，它由單體中的適配器和使用一個或多個進程間通信機制的服務(wù)組成。

理想情況下，你應(yīng)該在絞殺者應(yīng)用程序中而不是在單體中實現(xiàn)每個新功能。你將實現(xiàn)新功能作為新服務(wù)或作為現(xiàn)有服務(wù)的一部分。這樣你就可以避免和單體代碼庫打交道。不幸的是，并非每個新功能都可以作為服務(wù)實現(xiàn)。

因為微服務(wù)架構(gòu)的本質(zhì)是一組圍繞業(yè)務(wù)功能組織的松耦合服務(wù)。例如，某個功能可能太小而無法成為有意義的服務(wù)。例如，你可能只需要向現(xiàn)有類添加一些字段和方法。或者新功能可能與單體中的代碼緊耦合。如果你嘗試將此類功能實現(xiàn)為服務(wù)，則通常會發(fā)現(xiàn)，由于過多的進程間通信而導(dǎo)致性能下降。你可能還會遇到數(shù)據(jù)一致性的問題。如果新功能無法作為服務(wù)實現(xiàn)，則解決方案通常是首先在單體中實現(xiàn)新功能。之后，你可以將該功能以及其他相關(guān)功能提取到自己的服務(wù)中。

以服務(wù)的方式實現(xiàn)新功能，可以加速這些功能的開發(fā)。這是快速展示微服務(wù)架構(gòu)價值的好方法。它還能夠降低單體的增長速度。但最終，你需要使用另外兩種策略來分解單體。你需要通過將單體中的功能提取到服務(wù)，從而將單體中的功能遷移到絞殺者應(yīng)用程序。你也可以通過水平分割單體架構(gòu)來提高開發(fā)速度。我們來看看如何做到這一點。

縮小單體應(yīng)用程序的一個策略是將表現(xiàn)層與業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)訪問層分開。典型的企業(yè)應(yīng)用程序包含以下各層：

■ 表現(xiàn)邏輯層：它由處理 HTTP 請求的模塊組成，并生成實現(xiàn) Web UI 的 HTML 頁面。在具有復(fù)雜用戶界面的應(yīng)用程序中，表現(xiàn)層通常包含大量代碼。

■ 業(yè)務(wù)邏輯層：由實現(xiàn)業(yè)務(wù)規(guī)則的模塊組成，這些模塊在企業(yè)應(yīng)用程序中可能很復(fù)雜。

■ 數(shù)據(jù)訪問邏輯層：包含訪問基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)（如數(shù)據(jù)庫和消息代理）的模塊。 表現(xiàn)邏輯層與業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)訪問邏輯層之間通常存在清晰的邊界。業(yè)務(wù)層具有粗粒度 API，由一個或多個封裝業(yè)務(wù)邏輯的門面（Facade）組成。這個 API 是一個自然的接縫，你可以沿著它將單體分成兩個較小的應(yīng)用程序，如圖 2 所示。

一個應(yīng)用程序包含表現(xiàn)層，另一個包含業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)訪問邏輯層。分割后，表現(xiàn)邏輯應(yīng)用程序?qū)I(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用程序進行遠程調(diào)用。

以這種方式拆分單體應(yīng)用有兩個主要好處。它使你能夠彼此獨立地開發(fā)、部署和擴展這兩個應(yīng)用程序。特別是，它允許表現(xiàn)層開發(fā)人員快速迭代用戶界面并輕松執(zhí)行A/B測試，而無須部署后端。這種方法的另一個好處是它公開了業(yè)務(wù)邏輯的一組遠程API，可以被稍后開發(fā)的微服務(wù)調(diào)用。

但這種策略只是部分解決方案。很可能至少有一個或兩個最終的應(yīng)用程序仍然是一個難以管理的單體。你需要使用第三種策略將單體替換為服務(wù)。

將新功能實現(xiàn)為服務(wù)，并從后端拆分出前端Web應(yīng)用程序并不會讓你抵達勝利的彼岸。你仍將最終在單體代碼中進行大量開發(fā)。如果你希望顯著改進應(yīng)用程序的架構(gòu)并提高開發(fā)速度，則需要通過逐步將業(yè)務(wù)功能從單體遷移到服務(wù)來拆分單體應(yīng)用。當(dāng)你使用此策略時，隨著時間推移，服務(wù)實現(xiàn)的業(yè)務(wù)功能數(shù)量會增加，而單體會逐漸縮小。

你想要提取到服務(wù)中的功能是對單體應(yīng)用自上而下的一個“垂直切片”。該切片包含以下內(nèi)容：

■ 實現(xiàn)API端點的入站適配器。 ■ 領(lǐng)域邏輯。 ■ 出站適配器，例如數(shù)據(jù)庫訪問邏輯。 ■ 單體的數(shù)據(jù)庫模式。

如圖 3 所示，此代碼從單體中提取并移至獨立服務(wù)中。API Gateway 將調(diào)用提取的業(yè)務(wù)功能的請求路由到該服務(wù)，并將其他請求路由到單體。單體和服務(wù)通過集成膠水代碼進行協(xié)作。集成膠水由服務(wù)中的適配器和使用一個或多個進程間通信機制的單體組成。

提取服務(wù)具有挑戰(zhàn)性。你需要確定如何將單體的領(lǐng)域模型分成兩個獨立的領(lǐng)域模型，其中一個模型成為服務(wù)的領(lǐng)域模型。你需要打破對象引用等依賴。你甚至可能需要拆分類，以將功能移動到服務(wù)中。對了，你還需要重構(gòu)數(shù)據(jù)庫。

提取服務(wù)通常很耗時，尤其是當(dāng)單體的代碼庫很混亂時。因此，你需要仔細考慮要提取的服務(wù)。應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注重構(gòu)那些能夠提供很多價值的應(yīng)用程序部分。在提取服務(wù)之前，問問自己這樣做的好處是什么。

例如，提取一項實現(xiàn)對業(yè)務(wù)至關(guān)重要且不斷發(fā)展的功能的服務(wù)是值得的。如果沒有太多的好處，那么在提取服務(wù)方面投入精力是沒有價值的。在本節(jié)的后面部分，我將介紹一些用于確定服務(wù)提取范圍和時間的策略。但首先讓我們更詳細地了解一下在提取服務(wù)時將面臨的一些挑戰(zhàn)以及解決這些挑戰(zhàn)的方法。

提取服務(wù)時會遇到以下這些挑戰(zhàn)：

■ 拆解領(lǐng)域模型。 ■ 重構(gòu)數(shù)據(jù)庫。

為了提取服務(wù)，你需要從單體的領(lǐng)域模型中提取服務(wù)相關(guān)的領(lǐng)域模型。你需要進行大動作來拆分領(lǐng)域模型。你將遇到的一個挑戰(zhàn)是消除跨越服務(wù)邊界的對象引用。保留在單體中的類可能會引用已移動到服務(wù)的類，反之亦然。例如，想象一下，如圖 4 所示，你提取了Order Service，其Order類引用了單體的Restaurant類。因為服務(wù)實例通常是一個進程，所以讓對象引用跨越服務(wù)邊界是沒有意義的。你需要消除這種類型的對象引用。

解決此問題的一個好方法是根據(jù)DDD聚合進行思考。聚合使用主鍵而不是對象引用相互引用。因此，你可以將 Order 和 Restaurant 類視為聚合，如圖5所示，將Order類中對 Restaurant 的引用替換為存儲主鍵值的restaurantId 字段。

使用主鍵替換對象引用的一個問題是，雖然這是對類的一個小改動，但它可能會對期望對象引用的類的客戶端產(chǎn)生很大的影響。在本節(jié)的后面部分，我將介紹如何通過在服務(wù)和單體之間復(fù)制數(shù)據(jù)來減少更改的范圍。例如，Delivery Service可以定義一個Restaurant類，后者是單體中Restaurant 類的復(fù)制品。

提取服務(wù)通常比將整個類移動到服務(wù)中的工作量要大得多。拆分領(lǐng)域模型面臨的更大挑戰(zhàn)是提取嵌入在具有其他職責(zé)的類中的功能。這個問題經(jīng)常出現(xiàn)在具有過多職責(zé)的上帝類（God Class）中。例如，Order 類是FTGO應(yīng)用程序中的上帝類之一。它實現(xiàn)了多種業(yè)務(wù)功能，包括訂單管理、送餐管理等。Delivery 實體會實現(xiàn)之前與Order類中的其他功能捆綁在一起的送餐管理功能。

拆分領(lǐng)域模型不僅僅涉及更改代碼。領(lǐng)域模型中的許多類都是在數(shù)據(jù)庫中持久化保存的。它們的字段映射到具體的數(shù)據(jù)庫模式。因此，當(dāng)你從單體中提取服務(wù)時，你也會移動數(shù)據(jù)。你需要將表從單體的數(shù)據(jù)庫移動到服務(wù)的數(shù)據(jù)庫。

此外，拆分實體時，需要拆分相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表并將新表移動到服務(wù)中。例如，在將送餐管理提取到服務(wù)中時，你需要拆分Order實體并提取出一個Delivery實體。在數(shù)據(jù)庫級別，你要拆分ORDERS表并定義新的DELIVERY表。然后，將DELIVERY表移動到該服務(wù)。

如上所述，提取服務(wù)需要你對單體的領(lǐng)域模型做出更改。例如，使用主鍵和拆分類替換對象引用。這些類型的更改可能會影響代碼庫，并要求你對單體各個受影響的部分進行廣泛的更改。例如，如果拆分Order實體并提取Delivery實體，則必須更改代碼中引用被移動字段而受影響的每個部分。進行這些改變可能會非常耗時，并且可能成為打破單體的巨大障礙。

延遲并可能避免進行這些昂貴更改的一種好方法是使用類似于《數(shù)據(jù)庫重構(gòu)》一書中描述的方法。重構(gòu)數(shù)據(jù)庫的一個主要障礙是更改該數(shù)據(jù)庫的所有客戶端以使用新模式。本書中提出的解決方案是在過渡期內(nèi)保留原模式，并使用觸發(fā)器在原模式和新模式間同步。然后，你可以將客戶端從舊模式遷移到新模式。

從單體中提取服務(wù)時，我們可以使用類似的方法。例如，在提取Delivery實體時，我們將Order實體在過渡期內(nèi)大部分保持不變。如圖6所示，我們將與交付相關(guān)的字段設(shè)置為只讀，并通過將數(shù)據(jù)從Delivery Service復(fù)制回單體來使其保持最新。因此，我們只需要在單體的代碼中找到更新這些字段的位置，并更改它們?yōu)檎{(diào)用新的Delivery Service即可。

通過從Delivery Service復(fù)制數(shù)據(jù)來保留Order實體的結(jié)構(gòu)，可以顯著減少我們需要立即完成的工作量。隨著時間的推移，我們可以將使用與交付相關(guān)的Order實體字段或ORDERS表列的代碼遷移到Delivery Service。更重要的是，我們可能永遠不需要在單體中做出改變。如果隨后將該代碼提取到服務(wù)中，則該服務(wù)可以訪問DeliveryService。

正如我所提到的，拆解單體是耗時的。它分散了實施新功能的人力資源。因此，你必須仔細確定提取服務(wù)的順序。你需要專注于提取能夠帶來最大收益的服務(wù)。更重要的是，你希望不斷向業(yè)務(wù)部門展示遷移到微服務(wù)架構(gòu)的價值。

在任何旅程中，了解你要去的地方至關(guān)重要。開始遷移到微服務(wù)的好方法是使用時間框架來定義工作。你應(yīng)該花費很短的時間，例如幾周，集思廣益討論理想架構(gòu)并定義一組服務(wù)。這將為你提供一個目標(biāo)。但是，重要的是要記住，這種架構(gòu)并非一成不變。當(dāng)你分解單體并獲得經(jīng)驗后，你應(yīng)該應(yīng)用你所獲得的經(jīng)驗對重構(gòu)計劃及時做出調(diào)整。

一旦確定了目標(biāo)，下一步就是開始拆分單體結(jié)構(gòu)。可以使用幾種不同的策略來確定提取服務(wù)的順序。

一種策略是有效地凍結(jié)單體架構(gòu)的開發(fā)并按需提取服務(wù)。你可以提取必要的服務(wù)并進行更改，而不是在單體中實現(xiàn)功能或修復(fù)錯誤。這種方法的一個好處是它會迫使你打破單體。一個弊端是服務(wù)的提取是由短期需求而不是長期需求驅(qū)動的。例如，即使你對系統(tǒng)中相對穩(wěn)定的部分進行了少量更改，也需要你提取服務(wù)。因此，你做的大量工作可能只能換來較小的收益。

另一種策略是更有計劃的方法，你可以根據(jù)提取應(yīng)用程序模塊獲得的預(yù)期收益，對應(yīng)用程序的模塊進行排名。提取服務(wù)有益的原因有以下幾點：

■ 加速開發(fā)：如果你的應(yīng)用程序的路線圖表明應(yīng)用程序的特定部分將在明年進行大量開發(fā)，那么將其轉(zhuǎn)換為服務(wù)可加速開發(fā)。

■ 解決性能、可擴展性或可靠性問題：如果應(yīng)用程序的特定部分存在性能、可擴展性問題或不可靠，那么將其轉(zhuǎn)換為服務(wù)是有價值的。

■ 允許提取其他一些服務(wù)：由于模塊之間的依賴關(guān)系，有時提取一個服務(wù)會簡化另一個服務(wù)的提取。 你可以使用這些條件將重構(gòu)任務(wù)添加到應(yīng)用程序的“待辦事項”中，并按預(yù)期收益排名。這種方法的好處在于它更具戰(zhàn)略性，并且更符合業(yè)務(wù)需求。在做 Sprint 的計劃時，你可以確定實現(xiàn)功能或提取服務(wù)哪個更有價值。

延伸閱讀：

作者：：[美]?克里斯·理查森（Chris Richardson）?著 譯者：喻勇?譯

推薦語：

微服務(wù)架構(gòu)的先驅(qū)、Java 開發(fā)者社區(qū)的意見領(lǐng)袖 Chris Richardson親筆撰寫，微服務(wù)實用落地指南 。

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