近些年微服務(wù)架構(gòu)大行其道，趁著最近有時間，來搗鼓搗鼓微服務(wù)是怎么一回事。

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微服務(wù)架構(gòu)

微服務(wù)的概念由 Martin Fowler 于2014年3月提出：

微服務(wù)架構(gòu)是一種架構(gòu)模式，它提倡將單一應(yīng)用程序劃分成一組小的服務(wù)，服務(wù)之間相互協(xié)調(diào)、互相配合，為用戶提供最終價值。每個服務(wù)運行在其獨立的進程中，服務(wù)和服務(wù)之間采用輕量級的通信機制相互溝通。每個服務(wù)都圍繞著具體的業(yè)務(wù)進行構(gòu)建，并且能夠被獨立的部署到生產(chǎn)環(huán)境、類生產(chǎn)環(huán)境等。另外，應(yīng)盡量避免統(tǒng)一的、集中的服務(wù)管理機制，對具體的一個服務(wù)而言，應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)上下文，選擇合適的語言、工具對其進行構(gòu)建。

下圖是一個電商系統(tǒng)的微服務(wù)架構(gòu)圖： 

微服務(wù)架構(gòu)與單體應(yīng)用相比，具有以下優(yōu)點：

1. 每個服務(wù)都比較簡單，只關(guān)注于一個業(yè)務(wù)功能;
2. 微服務(wù)架構(gòu)方式是松耦合的，每個服務(wù)可以獨立測試、部署、升級、發(fā)布;
3. 每個微服務(wù)可由不同團隊獨立開發(fā)，可以各自選擇優(yōu)秀及最合適的不同的編程語言與工具;
4. 每個服務(wù)可以根據(jù)需要進行水平擴展，提高系統(tǒng)并發(fā)能力。

沒有銀彈，微服務(wù)架構(gòu)在帶來諸多優(yōu)點的同時，也會有如下缺點：

1. 微服務(wù)架構(gòu)提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度，增加了運維開銷及成本。如單體應(yīng)用可能只需部署至一小片應(yīng)用服務(wù)集群，而微服務(wù)架構(gòu)可能變成需要構(gòu)建/測試/部署/運行數(shù)十個獨立的服務(wù)，并可能需要支持多種語言和環(huán)境;
2. 作為一種分布式系統(tǒng)，微服務(wù)架構(gòu)引入了其他若干問題，例如消息序列化、網(wǎng)絡(luò)延遲、異步機制、容錯處理、服務(wù)雪崩等;
3. 服務(wù)管理的復(fù)雜性，如服務(wù)的注冊、發(fā)現(xiàn)、降級、熔斷等問題;
4. 服務(wù)與服務(wù)之間存在相互調(diào)用的情況，為排查系統(tǒng)故障帶來巨大挑戰(zhàn)。

可以說，正是傳統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)的系統(tǒng)變得日益臃腫，面臨難以維護、擴展的問題，同時容器化技術(shù)(Docker)的蓬勃發(fā)展和 DevOps 思想的日漸成熟，催生了新的架構(gòu)設(shè)計風(fēng)格 – 微服務(wù)架構(gòu)的出現(xiàn)。

RPC 框架

微服務(wù)架構(gòu)中的各個服務(wù)通常不在同一個機器上，甚至不會在同一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里，因此微服務(wù)之間如何調(diào)用是一個亟待解決的問題，我們通常使用 RPC 協(xié)議來解決：

RPC(Remote Procedure Call)，即遠程過程調(diào)用，是一個計算機通信協(xié)議。該協(xié)議允許運行于一臺計算機的程序調(diào)用另一臺計算機的子程序，而程序員無需額外地為這個交互作用編程。——維基百科

實現(xiàn)了 RPC 協(xié)議的框架，可以讓服務(wù)方和調(diào)用方屏蔽各種底層細節(jié)，讓調(diào)用方像調(diào)用本地函數(shù)一樣調(diào)用遠端的函數(shù)(服務(wù))。RPC 框架一般為服務(wù)端和客戶端提供了序列化、反序列化、連接池管理、負載均衡、故障轉(zhuǎn)移、隊列管理、超時管理、異步管理等職能。在網(wǎng)上找到一個說明 RPC 框架工作原理圖： 

目前，根據(jù)序列化數(shù)據(jù)時采用的技術(shù)的不同，可分為 JSON-RPC 和 gRPC 兩種：

• JSON-RPC 是一種基于 JSON 格式的輕量級的 RPC 協(xié)議標準，可基于 HTTP 協(xié)議來傳輸，或直接基于 TCP 協(xié)議來傳輸。 JSON-RPC 優(yōu)點是易于使用和閱讀。
• gRPC 是一個高性能、通用的開源 RPC 框架，其由 Google 主要面向移動應(yīng)用開發(fā)并基于 HTTP/2 協(xié)議標準而設(shè)計，基于 ProtoBuf (Protocol Buffers) 序列化協(xié)議開發(fā)，且支持眾多開發(fā)語言。 gRPC 具有低延遲、高效率、高擴展性、支持分布式等優(yōu)點。

Consul

現(xiàn)在有了 RPC 框架，我們就可以只考慮服務(wù)與服務(wù)之間的業(yè)務(wù)調(diào)用而不用考慮底層傳輸細節(jié)。此時，如果服務(wù) A 想調(diào)用服務(wù) B 時，我們可以在服務(wù) A 中配置服務(wù) B 的 IP 地址和端口，然后剩下的傳輸細節(jié)就交給 RPC 框架。這在微服務(wù)規(guī)模很小的情況下是沒有問題的，但是在服務(wù)規(guī)模很大、而且每個服務(wù)不止部署一個實例的情況下會面臨巨大挑戰(zhàn)。比如，服務(wù) B 部署了三個實例，這時候服務(wù) A 想調(diào)用服務(wù) B 該請求哪個實例的 IP ?假如服務(wù) B 部署的三個實例有兩個都掛掉了，服務(wù) A 可能會依舊去請求掛掉的實例，服務(wù)將不可用。將 IP 地址和端口寫成配置文件顯得很不靈活，微服務(wù)架構(gòu)往往要保證高可用及動態(tài)伸縮。

因此，我們需要一個服務(wù)注冊與服務(wù)發(fā)現(xiàn)的工具，能夠動態(tài)地變更服務(wù)信息，并且找到可用的服務(wù)的 IP 地址和端口。目前市面上服務(wù)發(fā)現(xiàn)的工具有很多，如 Consul、ZooKeeper 、Etcd、Doozerd 等，本文主要以 Consul 軟件為例。

Consul 是一個支持多數(shù)據(jù)中心、分布式高可用的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和配置共享的服務(wù)軟件，由 HashiCorp 公司用 Go 語言開發(fā), 基于 Mozilla Public License 2.0 的協(xié)議進行開源。 Consul 支持健康檢查，并允許 HTTP 、gRPC 和 DNS 協(xié)議調(diào)用 API 存儲鍵值對。

下面是引入服務(wù)注冊與服務(wù)發(fā)現(xiàn)工具后的架構(gòu)圖： 

在這個架構(gòu)中：

• 首先 S-B 的實例啟動后將自身的服務(wù)信息(主要是服務(wù)所在的 IP 地址和端口號)注冊到 Consul 中。
• Consul 會對所有注冊的服務(wù)做健康檢查，以此來確定哪些服務(wù)實例可用哪些不可用。
• S-A 啟動后就可以通過訪問 Consul 來獲取到所有健康的 S-B 實例的 IP 和端口，并將這些信息放入自己的內(nèi)存中，S-A 就可用通過這些信息來調(diào)用 S-B。
• S-A 可以通過監(jiān)聽 Consul 來更新存入內(nèi)存中的 S-B 的服務(wù)信息。比如 S-B-1 掛了，健康檢查機制就會將其標為不可用，這樣的信息變動就被 S-A 監(jiān)聽到了，S-A 就更新自己內(nèi)存中 S-B-1 的服務(wù)信息。

可見， Consul 軟件除了服務(wù)注冊和服務(wù)發(fā)現(xiàn)的功能之外，還提供了健康檢查和狀態(tài)變更通知的功能。

Hyperf

對于 Java 開發(fā)者來說，有技術(shù)相當(dāng)成熟的 Dubbo 和 Spring Cloud 微服務(wù)框架可供選擇。作為一名 PHPer，我用 Google 查了一下「PHP + 微服務(wù)」，發(fā)現(xiàn)有用的相關(guān)內(nèi)容少之又少 ，沒有什么實質(zhì)性的參考價值，無限惆悵。。。幸好，有大神在基于 Swoole 擴展的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了高性能、高靈活性的 PHP 協(xié)程框架 Hyperf ，并提供了微服務(wù)架構(gòu)的相關(guān)組件。

Hyperf 是基于 Swoole 4.3+ 實現(xiàn)的高性能、高靈活性的 PHP 協(xié)程框架，內(nèi)置協(xié)程服務(wù)器及大量常用的組件，性能較傳統(tǒng)基于 PHP-FPM 的框架有質(zhì)的提升，提供超高性能的同時，也保持著極其靈活的可擴展性，標準組件均基于 PSR 標準 實現(xiàn)，基于強大的依賴注入設(shè)計，保證了絕大部分組件或類都是 可替換 與 可復(fù)用 的。

于是，我在學(xué)習(xí)了微服務(wù)架構(gòu)相關(guān)的基礎(chǔ)知識之后，使用 Hyperf 框架構(gòu)建了一個基于 PHP 的微服務(wù)集群，這是項目源碼地址：https://github.com/Jochen-z/p...。該項目使用 Dokcer 搭建，docker-compose.yml 代碼如下：

version: "3" 
 
services: 
  consul-server-leader: 
    image: consul:latest 
    container_name: consul-server-leader 
    command: "agent -server -bootstrap -ui -node=consul-server-leader -client=0.0.0.0" 
    environment: 
      - CONSUL_BIND_INTERFACE=eth0 
    ports: 
      - "8500:8500" 
    networks: 
      - microservice 
 
  microservice-1: 
    build: 
      context: . 
    container_name: "microservice-1" 
    command: "php bin/hyperf.php start" 
    depends_on: 
      - "consul-server-leader" 
    volumes: 
      - ./www/microservice-1:/var/www 
    networks: 
      - microservice 
    tty: true 
 
  microservice-2: 
    build: 
      context: . 
    container_name: "microservice-2" 
    command: "php bin/hyperf.php start" 
    depends_on: 
      - "consul-server-leader" 
    volumes: 
      - ./www/microservice-2:/var/www 
    networks: 
      - microservice 
    tty: true 
 
  app: 
    build: 
      context: . 
    container_name: "app" 
    command: "php bin/hyperf.php start" 
    depends_on: 
      - "microservice-1" 
    volumes: 
      - ./www/web:/var/www 
    ports: 
      - "9501:9501" 
    networks: 
      - microservice 
    tty: true 
 
networks: 
  microservice: 
    driver: bridge 
 
volumes: 
  microservice: 
    driver: local 

這里啟動了一個 Consul 容器 consul-server-leader 作為服務(wù)注冊和服務(wù)發(fā)現(xiàn)的組件，容器 microservice-1 和 microservice-2 分別提供了加法運算和除法運算的服務(wù)。容器 app 作為服務(wù)調(diào)用方，配置了 consul-server-leader 容器的 URL，通過訪問 consul-server-leader 獲取 microservice-1 和 microservice-2 服務(wù)的 IP 地址和端口，然后 app通過 RPC 協(xié)議調(diào)用加法運算和除法運算的服務(wù)獲取結(jié)果并返回給用戶。

app 容器為 Web 應(yīng)用，部署了一個 Hyperf 項目并對外提供 HTTP 服務(wù)。例如，在 App\Controller\IndexController 控制器里有 add 方法：

public function add(AdditionService $addition) 
{ 
  $a = (int)$this->request->input('a', 1); # 接受前端用戶參數(shù) 
  $b = (int)$this->request->input('b', 2); 
 
  return [ 
    'a' => $a, 
    'b' => $b, 
    'add' => $addition->add($a, $b) # RPC調(diào)用 
  ]; 
} 

在 App\JsonRpc\AdditionService 中 add 的實現(xiàn)：

class AdditionService extends AbstractServiceClient 
{ 
    /** 
     * 定義對應(yīng)服務(wù)提供者的服務(wù)名稱 
     * @var string 
     */ 
    protected $serviceName = 'AdditionService'; 
 
    /** 
     * 定義對應(yīng)服務(wù)提供者的服務(wù)協(xié)議 
     * @var string 
     */ 
    protected $protocol = 'jsonrpc-http'; 
 
    public function add(int $a, int $b): int 
    { 
        return $this->__request(__FUNCTION__, compact('a', 'b')); 
    } 
} 

繼承了 AbstractServiceClient 即可創(chuàng)建一個微服務(wù)客戶端請求類，Hyperf 在底層幫我們實現(xiàn)了與 Consul 和服務(wù)提供者交互的細節(jié)，我們只要 AdditionService 類里的 add 方法即可遠程調(diào)用 microservice-1 和 microservice-2 提供的服務(wù)。

至此，PHP 微服務(wù)集群搭建就完成了!