C# 面试手册

微服务

部份内容引述:

什么是微服务架构?

对微服务进行管理整合应用的。微服务架构 依赖于 微服务,是在微服务基础之上的。

例如:上面已经列举了什么是微服务。在医院里,每一个科室都是一个独立的微服务,那么 这个医院 就是 一个大型的微服务架构,就类似 院长 可以 对下面的 科室进行管理。微服务架构主要就是这种功能。

什么是微服务?

微服务(Microservices)是一种软件架构风格,将一个大型应用程序划分为一组小型、自治且松耦合的服务。每个微服务负责执行特定的业务功能,并通过轻量级通信机制(如HTTP)相互协作。每个微服务可以独立开发、部署和扩展,使得应用程序更加灵活、可伸缩和可维护。

在微服务的架构演进中,一般可能会存在这样的演进方向:单体式-->服务化-->微服务。

单体服务一般是所有项目最开始的样子:

  • 单体服务(Monolithic Service)是一种传统的软件架构方式,将整个应用程序作为一个单一的、紧耦合的单元进行开发和部署。单体服务通常由多个模块组成,这些模块共享同一个数据库和代码库。然而,随着应用程序规模的增长,单体服务可能变得庞大且难以维护,且部署和扩展困难。

后来,单体服务过大,维护困难,渐渐演变到了分布式的SOA:

  • SOA(Service-Oriented Architecture,面向服务的架构)是一种软件架构设计原则,强调将应用程序拆分为相互独立的服务,通过标准化的接口进行通信。SOA关注于服务的重用性和组合性,但并没有具体规定服务的大小。
  • 微服务是在SOA的基础上进一步发展而来,是一种特定规模下的服务拆分和部署方式。微服务架构强调将应用程序拆分为小型、自治且松耦合的服务,每个服务都专注于特定的业务功能。这种架构使得应用程序更加灵活、可伸缩和可维护。

需要注意的是,微服务是一种特定的架构风格,而SOA是一种设计原则。微服务可以看作是对SOA思想的一种具体实践方式,但并不等同于SOA。

架构演进简图

微服务与单体服务的区别在于规模和部署方式。微服务将应用程序拆分为更小的、自治的服务单元,每个服务都有自己的数据库和代码库,可以独立开发、测试、部署和扩展,带来了更大的灵活性、可维护性、可扩展性和容错性。

微服务带来了哪些挑战?

微服务架构不是万金油,尽它有很多优点,但是对于是否采用微服务架构,是否将原来的单体服务进行拆分,还是要考虑到服务拆分后可能带来的一些挑战和问题:

微服务带来的挑战

  1. 系统复杂性增加:一个服务拆成了多个服务,整体系统的复杂性增加,需要处理服务之间的通信、部署、监控和维护等方面的复杂性。
  2. 服务间通信开销:微服务之间通过网络进行通信,传递数据需要额外的网络开销和序列化开销,可能导致性能瓶颈和增加系统延迟。
  3. 数据一致性和事务管理:每个微服务都有自己的数据存储,数据一致性和跨服务的事务管理变得更加复杂,需要额外解决分布式事务和数据同步的问题。
  4. 部署和运维复杂性:微服务架构涉及多个独立部署的服务,对于部署、监控和容错机制的要求更高,需要建立适当的部署管道和自动化工具,以简化部署和运维过程。
  5. 团队沟通和协作成本:每个微服务都由专门的团队负责,可能增加团队之间的沟通和协作成本。需要有效的沟通渠道和协作机制,确保服务之间的协调和一致性。
  6. 服务治理和版本管理:随着微服务数量的增加,服务的治理和版本管理变得更加复杂。需要考虑服务的注册发现、负载均衡、监控和故障处理等方面,以确保整个系统的可靠性和稳定性。
  7. 分布式系统的复杂性:微服务架构涉及构建和管理分布式系统,而分布式系统本身具有一些固有的挑战,如网络延迟、分布式一致性和容错性。

简单说,采用微服务需要权衡这些问题和挑战,根据实际的需求来选择对应的技术方案,很多时候单体能搞定的也可以用单体,不能为了微服务而微服务。

说下微服务有哪些组件?

微服务给系统开发带来了一些问题和挑战,如服务调用的复杂性、分布式事务的处理、服务的动态管理等。为了更好地解决这些问题和挑战,各种微服务治理的组件应运而生,充当微服务架构的基石和支撑。

微服务组件示意图

微服务之间如何独立通讯的?

  • 同步通信:.Net5通过 RPC GRPC 远程过程调用或者通过 REST 接口json调用 等。
  • 异步通信:消息队列,如:RabbitMq、ActiveM、Kafka 等。

什么是熔断?什么是服务降级?

服务熔断的作用类似于我们家用的保险丝,当某服务出现不可用或响应超时的情况时,为了防止整个系统出现雪崩,暂时停止对该服务的调用。

服务降级是从整个系统的负荷情况出发和考虑的,对某些负荷会比较高的情况,为了预防某些功能(业务场景)出现负荷过载或者响应慢的情况,在其内部暂时舍弃对一些非核心的接口和数据的请求,而直接返回一个提前准备好的fallback(退路)错误处理信息。这样,虽然提供的是一个有损的服务,但却保证了整个系统的稳定性和可用性。

微服务的优缺点是什么?说下你在项目中碰到的坑。

  • 优点:松耦合,聚焦单一业务功能,无关开发语言,团队规模降低。在开发中,不需要了解多有业务,只专注于当前功能,便利集中,功能小而精。微服务一个功能受损,对其他功能影响并不是太大,可以快速定位问题。微服务只专注于当前业务逻辑代码,不会和 html、css 或其他界面进行混合。可以灵活搭配技术,独立性比较舒服。
  • 缺点:随着服务数量增加,管理复杂,部署复杂,服务器需要增多,服务通信和调用压力增大,运维工程师压力增大,人力资源增多,系统依赖增强,数据一致性,性能监控。

你所知道微服务的技术栈有哪些?列举一二。

微服务条目 落地技术

  • 服务开发 AspnetCore、.Net5、.Net6
  • 服务配置与管理 携程公司的Apollo、社区的的Consul等
  • 服务注册与发现 Eurka、Consul、Zookeeper等
  • 服务调用 Rest(服务通信)、RPC、GRpc
  • 服务熔断器 Polly、Envoy等
  • 负载均衡 Nginx等
  • 服务接口调用(客户端简化工具) WebAPI等
  • 消息队列 Kafka、RabbitMQ、ActiveMQ等
  • 服务配置中心管理 Apollo、Chef等 服务路由(API网关) Ocelot等
  • 服务监控 Zabbix,Nagios,Skywalking等
  • 全链路追踪 Zipkin,Brave,Skywalking等
  • 服务部署 Docker,OpenStack,Kubernetes等
  • 数据流操作开发包 SpringCloud Stream(封装与Redis,Rabbit,kafka等发送接收消息)
  • 事件消息总线CAP

设计微服务的最佳实践是什么?

  1. 为每个微服务分开数据存储
  2. 将代码保持在类似的成熟度等级上
  3. 为每个微服务进行单独的构建
  4. 部署到容器中
  5. 将服务器视为无状态的

容器在微服务中的用途是什么?

容器是管理基于微服务的程序以便单独开发和部署它们的好方法*。*你可以将微服务封装在容器镜像及其依赖项中,然后可以用它来滚动开发按需实例的微服务而无需任何额外的工作。