面向生產(chǎn)制造企業(yè)的微服務(wù)架構(gòu)應(yīng)用研究

肖開余?何城橋?唐信軍

摘要：隨著企業(yè)信息化、數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，制造企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)復(fù)雜程度不斷提升，傳統(tǒng)的應(yīng)用整體架構(gòu)愈加臃腫，維護(hù)困難、集成復(fù)雜等弊端日益凸顯，基于此微服務(wù)架構(gòu)摒棄了傳統(tǒng)大規(guī)模的單塊集成應(yīng)用，變?yōu)樗神詈?、?xì)粒度、可靈活組合的自治單元。微服務(wù)架構(gòu)是一種架構(gòu)思想和開發(fā)模式的蛻變，相比于面向服務(wù)的架構(gòu)（Service Oriented Architecture，簡稱 SOA），微服務(wù)架構(gòu)有著基于獨立服務(wù)、按需收縮、易于開發(fā)維護(hù)、上線周期快的優(yōu)點。本文主要闡述微服務(wù)架構(gòu)的定義及工作原理，論述微服務(wù)架構(gòu)的特征，以及微服務(wù)架構(gòu)在企業(yè)信息平臺建設(shè)應(yīng)用中的價值。

關(guān)鍵詞：制造業(yè);微服務(wù);架構(gòu)

一、微服務(wù)架構(gòu)的概述及原理

“微服務(wù)”一詞源于Martin Fowler的名為Microservices的博文，簡單來說，微服務(wù)是系統(tǒng)架構(gòu)上的一種設(shè)計風(fēng)格，它的主旨是將一個原本獨立的系統(tǒng)拆分成多個小型服務(wù)，這些小型服務(wù)都在各自獨立進(jìn)程中運行，服務(wù)之間通過基于HTTP的RESTful API進(jìn)行通信協(xié)作[3-4]。被拆分成的每一個小型服務(wù)都圍繞著系統(tǒng)中的某一項或一些耦合度較高的業(yè)務(wù)功能進(jìn)行構(gòu)建。并且每個服務(wù)都維護(hù)著自身的數(shù)據(jù)存儲、業(yè)務(wù)開發(fā)、自動化測試案例以及獨立部署機制，如圖1所示。由于有了輕量級的通信協(xié)作機制基礎(chǔ)，所以這些微服務(wù)可使用不同語言編寫[5]。微服務(wù)架構(gòu)輕便的服務(wù)方式可有效保持分系統(tǒng)的獨立運轉(zhuǎn)和擴(kuò)展與延伸，為每個分系統(tǒng)之間實現(xiàn)了劃分、使每個分系統(tǒng)都可以單獨地進(jìn)行維護(hù)和替換，使整個系統(tǒng)分而不散，有機融合[6]。

在現(xiàn)有微服務(wù)架構(gòu)中，Spring Cloud為常用的基礎(chǔ)框架，Spring Cloud是一系列框架的有序集合，利用Spring Boot的開發(fā)便利性簡化了基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)。其工作原理是采用了分散治理，將一個系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)拆分成多個子系統(tǒng)服務(wù);將多個應(yīng)用通過負(fù)載均衡部署于子系統(tǒng);把子系統(tǒng)服務(wù)注冊到Eureka，以一定策略實現(xiàn)負(fù)載均衡;客戶端均通過API網(wǎng)關(guān)（Zuul）訪問后臺服務(wù)，通過路由配置來實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)請求功能;服務(wù)與服務(wù)之間可以相互訪問及數(shù)據(jù)共享;Hystrix負(fù)責(zé)處理調(diào)用服務(wù)超時熔斷問題，為服務(wù)提供容錯保護(hù)，當(dāng)服務(wù)調(diào)用超時或出現(xiàn)錯誤時，可及時處理，避免整個系統(tǒng)癱瘓。

二、微服務(wù)架構(gòu)的特征

（一）服務(wù)組件化

微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計最為突出的就是將復(fù)雜的應(yīng)用組件化地拆分為更簡單、更小的服務(wù)，由于每個組件化的微服務(wù)都可以提供一個完整的功能，因此微服務(wù)可以專一地做一個特定業(yè)務(wù)，會讓業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)變得更加簡單，也更容易進(jìn)行構(gòu)建、開發(fā)和維護(hù)。

（二）服務(wù)去中心化

微服務(wù)架構(gòu)中的每個微型服務(wù)都是獨立，這是應(yīng)對大型復(fù)雜系統(tǒng)的一種解耦設(shè)計。每個服務(wù)的構(gòu)建、開發(fā)，部署都是獨立的，對技術(shù)棧沒有太多限制，每個微服務(wù)都是相對獨立的、更加自由的管理空間，一個服務(wù)的更新迭代不會依賴和影響其他服務(wù)，從而達(dá)到對服務(wù)進(jìn)行自治。

（三）漸進(jìn)式設(shè)計

一個復(fù)雜的系統(tǒng)應(yīng)用從成型到成熟，是一個循序漸進(jìn)的過程，期間會有新的業(yè)務(wù)需求的出現(xiàn)，也會有業(yè)務(wù)需求的變更、消失。微服務(wù)的微型化可以快速使用這種快速變化的需求，可以在快速迭代中增加，變更或者刪除一個或者多個微服務(wù)而不影響整個系統(tǒng)應(yīng)用的運行，因此微服務(wù)的漸進(jìn)式設(shè)計的特點不需要在一開始就構(gòu)建一個全面的應(yīng)用，而是隨著需求不斷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

（四）基礎(chǔ)設(shè)施自動化

微服務(wù)架構(gòu)依托云計算和容器化技術(shù)，實施后續(xù)開發(fā)、運維工作變得簡便快捷。隨著企業(yè)業(yè)務(wù)深度的劃分，服務(wù)拆分越發(fā)復(fù)雜，導(dǎo)致工作人員的焦點從數(shù)量單一、復(fù)雜，向業(yè)務(wù)簡單但數(shù)量龐大過度。云計算和容器化技術(shù)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施自動化技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，也就間接降低了微服務(wù)構(gòu)建、部署、運行的復(fù)雜度。

（五）智能端點與管道偏平化

智能端點和啞管道是微服務(wù)架構(gòu)中所具有的顯著特點之一。在微服務(wù)架構(gòu)中，智能端點要求是智能化，管道通信方式應(yīng)當(dāng)是簡單非智能化，組件之間調(diào)用關(guān)系不再是像傳統(tǒng)軟件架構(gòu)模式中直接通過函數(shù)方式進(jìn)行過程調(diào)用，通信方式也發(fā)生了改變，不再是過分依賴集中智能路由，而是由擁有智能端點平臺來提供。

三、微服務(wù)架構(gòu)在企業(yè)信息平臺建設(shè)中的價值

（一）設(shè)計應(yīng)用價值

微服務(wù)架構(gòu)可以有效幫助企業(yè)進(jìn)行信息平臺的構(gòu)建，在企業(yè)應(yīng)用微服務(wù)架構(gòu)之前，研發(fā)設(shè)計人員需要對企業(yè)開展深入的需求調(diào)研，在深度了解企業(yè)需求的前提下，結(jié)合自身的專業(yè)完成相關(guān)信息化翻譯，以簡潔的功能和頁面達(dá)到用戶的需求。通常情況下，信息平臺構(gòu)建的版塊之間需要有一定的數(shù)據(jù)流通和交互，使用微服務(wù)技術(shù)搭建相關(guān)應(yīng)用后，可使各版塊之間的交互更具有柔性，更能快速響應(yīng)用戶的需求變更，系統(tǒng)的上下線才能真正實現(xiàn)業(yè)界流行的灰度發(fā)布，有效的提升信息系統(tǒng)的運維效率。

（二）架構(gòu)搭建應(yīng)用價值

企業(yè)信息平臺中展示層都有特定工作需求，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、存儲、分析都需要通過服務(wù)器才能實現(xiàn)共享，因此各功能都需要通過微服務(wù)架構(gòu)連接，并在功能上交互組成關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)功能、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)的靈活調(diào)用;通過微服務(wù)架構(gòu)實現(xiàn)平臺的建立和功能之間的數(shù)據(jù)流通可以有效降低數(shù)據(jù)擁堵概率，保持企業(yè)信息平臺數(shù)據(jù)運行通暢，為用戶提供更加便捷、跳轉(zhuǎn)靈活的功能服務(wù);打破現(xiàn)有的企業(yè)業(yè)務(wù)和平臺應(yīng)用邊界，有利于企業(yè)部門之間的協(xié)作，提高資源利用率。

結(jié)束語

隨著我國企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的步伐加快，在企業(yè)中應(yīng)用微服務(wù)已是必然趨勢。微服務(wù)設(shè)計不僅僅對于大型復(fù)雜的系統(tǒng)，對于中小型的一個應(yīng)用平臺同樣可采用微服務(wù)架構(gòu)，微服務(wù)架構(gòu)模式不僅可以提升平臺系統(tǒng)性能，還具備應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展?jié)摿Γ瑢ζ髽I(yè)信息化、數(shù)字化發(fā)展具有重要的意義。這幾年信息技術(shù)的發(fā)展，讓微服務(wù)越來越受關(guān)注，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣泛，微服務(wù)架構(gòu)已逐漸成為企業(yè)開發(fā)的常用模式。

參考文獻(xiàn)：

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[5] 適用于微服務(wù)架構(gòu)的企業(yè)應(yīng)用部署平臺研究[D].馬恒.鄭州大學(xué)，2018

[6] 電信運營商單體架構(gòu)到微服務(wù)架構(gòu)轉(zhuǎn)型設(shè)計思路[J].董昭.通信世界，2017（25）：56-57.

作者簡介：

肖開余（1983—），男，大學(xué)本科，貴州貴陽市人，主要從事智能制造軟件系統(tǒng)研發(fā)，研究方向：企業(yè)信息化技術(shù)研究;

何城橋（1992.05-），男，大學(xué)本科，貴州銅仁市人;

唐信軍（1984.06-），男，貴州貴陽市人。