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日调度5万亿次 腾讯云微服务架构体系TSF解读
http://tnfe.com.cn 2019-05-15

当前,传统企业的 IT 系统以单体架构为主,在面对互联网业务的冲击时,系统架构的性能瓶颈逐渐显现。云计算、Docker、DevOps、持续交付等概念的深入人心,以 Spring Cloud 为代表的微服务框架日渐兴起,微服务架构成为传统 IT 架构转型的集中趋势。

在微服务化的行业汹涌浪潮里,腾讯云历经五年磨砺,整合外部开源框架和内部 PaaS 平台,完成了王者荣耀全球同服的毫秒级延时和春节红包的高并发交易等性能需求,以日 5 万亿次的惊人调度次数,支撑腾讯内部海量业务的构建与发展。

微服务改造的核心思想,指通过 IT 架构的微服务化,将复杂的单体架构,重组为小而美的独立服务,从而降低系统的复杂性,让企业更便捷的构建基于云计算的大规模分布式架构。

本文结合腾讯云微服务架构体系的构建原理、技术选型和改造实践,为你讲讲如何解决微服务部署、实施、监控余位中面临的难题。

2传统企业 IT 架构面临的痛点

单体架构通常在一个归档包里容纳了所有功能的应用程序,整个项目包含的模块种类繁杂,模块边界界定模糊,每个模块之间具有强耦合性,项目复杂。大多数传统企业在上云的过程中,由于单体架构的固定属性,会面临着 IT 系统复杂、升级迭代慢、运维扩展性差、海量用户支撑能力薄弱、数据孤岛等一系列问题。

如传统企业在做电子政务、智能零售、工业 4.0 等智能化转型,或者想要开发人脸识别 / 支付系统、关联小程序等热门应用时,应用体系的改变以及用户量级的爆发式增长,都会对单体系统的性能瓶颈会提出极大的挑战。

不同于构建单一、庞大的应用,微服务架构以小型服务的方式开发独立应用系统,将应用拆分为一套小且互相关联的服务,每个小型服务都运行在自己的进程中,各服务之间采用 HTTP 资源 API 轻量的机制进行通信。相对于单体架构,微服务体系在迭代速度、系统吞吐量、扩展性以及技术栈的多样性上均有明显的优势。

日调度5万亿次 腾讯云微服务架构体系TSF解读

由于单体架构的缺陷日益明显,越来越多的公司采用微服务架构范式构建复杂应用。但在微服务的部署实施过程中,亦存在着架构与运维复杂、部署实施难度较高、问题定位困难等挑战。

运维要求较高。更多的服务意味着更多的运维投入,单体架构中只需要保证一个应用的正常运行;而在微服务中,需要保证几十甚至几百个服务的正常运行与协作;

分布式固有的复杂性。使用微服务构建的是分布式系统,对于一个分布式系统,系统容错、网络延迟、分布式事务等对于开发者而言都是巨大的挑战;

接口调整成本高。微服务之间通过接口进行通信,如果修改某个微服务的 API,可能所有使用了该接口的微服务都需要做调整;

重复劳动。很多服务可能都会使用到相同的功能。而这个功能并没有达到分解为一个微服务的程度,这个时候,可能各个服务都会开发这一功能,导致代码重复。

3腾讯云微服务架构体系及其技术选型策略

互联网企业的微服务转型经验,可为传统行业开发者提供经验参考。腾讯云基于自身的海量业务需求,通过 IT 架构的微服务化,将紧耦合的塔式架构,重组为小而简的独立服务系统,打磨出一套可用的微服务架构平台和微服务构建方法论,实现业务之间解耦和技术栈独立,允许低成本试错,使团队迭代更敏捷。

微服务构建的五大核心要素

微服务构建的初衷不外乎实现敏捷迭代、灵活扩展、服务复用三大功能,腾讯云在构建微服务的过程提炼出了以下五大方法论:

在线协同:对外的 API 文档就是一份公共的说明,常有发布新的不兼容接口,因此,如何跨团队协同、通知至关重要,这方面需要通过 swagger UI 做在线的接口定义,以此公共契约;

部署原则:在真实环境里,Docker 应用还未完全普及,服务的部署耗时费力。可以尝试提供批量的自动化工具,做微服务独立打包,批量的部署,包括启动、停止、升级、回滚、下线等操作 ;

拆分原则:如常见的线上房地产交易门户商品中心,包含运营相关的子系统如二手房推荐系统等,服务拆分得过细会带来不必要的分布式事务、调用环节冗长等问题。各系统的拆分原则上可强调“抓大放小”;

数据扁平化:服务升级过程中,要注重数据模型的统一。首先,各微服务的数据层要允许有完善的权限管理系统,支持多种数据格式转换、数据清洗、数据同步等,便于业务高效地挖掘数据的价值 ;

渐进性架构:大多企业和开发者很难从一开始高瞻远瞩 ,规划处 3、5 年不变的微服务架构,因此,需要有长期的演进迭代以及小规模团队维护,允许小团队技术栈独立,来拥抱业务团队的快速试错。

腾讯云微服务中间件 TSF 框架解析

TSF 分布式框架,历经腾讯内部最严苛、最复杂的生产级环境打磨,基于上述方法论,对其中核心性能的提炼,形成了一套具备无限扩展、高性能、高可靠的一站式微服务架构解决方案,可以为云计算开发者提供极具价值的经验参考。

如下图为腾讯云微服务中间件 TSF 一站式解决方案,最底层是云基础资源平台,包括云服务器、云数据库、云存储和专线加速几大模块,用作数据的存储和调用;同时,作为围绕微服务的 PaaS 平台,TSF 服务框架底层也融合了腾讯云内部大量的中间件服务,提供企业云化架构所必需的消息队列、Kafka、负载均衡、API 网关、全局配置服务等全套中间件。

日调度5万亿次 腾讯云微服务架构体系TSF解读

在此之上,TSF 支持应用的全生命周期管理功能,如对于虚拟机应用,提供代码包打包上传,批量发布、变更,版本切换等产品生命周期功能;对于火热的 Docker 应用,提供基于行业主流编排框架 Kubernetes 的全流程自动化持续集成和持续交付。

对于已经在使用 Dubbo 框架的用户,可以通过修改 pom.xml 中的依赖,平滑地迁移到 TSF。其中,Dubbo 存量系统迁移方式包含两种:

将业务发布包中的 dubbo-registry-zookeeper.jar 包替换为 tsf-registry-consul.jar 包;

修改 dubbo 配置项:adress 部分替换成腾讯云提供的 url 即可使用腾讯 TSF 服务。

另外,在微服务运行与治理框架方面,TSF 为应用提供了自动注册、发现、治理,隔离,调用分析等一系列微服务治理能力,用以屏蔽微服务系统带来的复杂度。整个 TSF 框架基于 Spring Cloud,支持分布式服务发布与注册、服务调用、服务鉴权、服务降级、服务限流、配置管理、调用链跟踪等功能。

TSF 微服务框架技术选型策略

RPC 高性能服务框架


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编辑:何双印
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