1. 部署困難 (Deployment Difficulty & Risk)
- 單體痛點:
- 整體部署: 對單體應用的任何微小修改(哪怕只是一行代碼),都需要重新構建、測試和部署整個龐大的應用程序。
- 部署頻率低: 由于部署過程復雜且風險高,發布周期通常很長(幾周甚至幾個月)。
- 高風險: 一旦部署出現問題,可能會導致整個應用癱瘓,影響所有業務功能。回滾也同樣復雜和耗時。
- 部署窗口限制: 往往需要在業務低峰期(如深夜或周末)進行部署,限制了業務的快速迭代。
- 微服務解決方案:
- 獨立部署: 每個微服務都是一個獨立的部署單元。可以隨時修改、測試和部署單個服務,而無需觸動其他服務。
- 高頻部署: 顯著縮短發布周期,可以實現每天甚至每天多次部署,更快地將新功能交付給用戶。
- 降低風險: 單個服務的部署失敗只會影響該服務的功能范圍(理想情況下)。可以更容易的進行金絲雀發布、藍綠部署等低風險發布策略。
- 無特定部署窗口: 可以更靈活的安排部署時間。
2. 技術棧陳舊與演進困難 (Outdated Technology Stack & Evolution Difficulty)
- 單體痛點:
- 技術鎖定: 整個應用通常被鎖定在一個技術棧(如特定的編程語言、框架、數據庫)上。隨著時間推移,這個技術棧可能會變得過時或不再是最優選擇。
- 升級困難: 對底層框架或庫進行重大升級是一項艱巨且風險極高的任務,可能需要對整個代碼庫進行大量修改和回歸測試。
- 采用新技術成本高: 想要在單體應用中嘗試或引入新的語言、數據庫或框架非常困難,往往需要大規模重構。
- 技術債務累積: 由于難以進行改造,技術債務會不斷累積,進一步拖慢開發速度和增加維護成本。
- 微服務解決方案:
- 技術異構性 (Polyglot): 每個微服務都可以根據其具體需求選擇最合適的技術棧。可以使用 Java 處理事務,用 Python 做數據分析,用 Node.js 處理高并發 IO 等。
- 漸進式升級與替換: 可以更容易的對單個服務進行技術升級,甚至用新技術完全重寫某個服務,而不會影響其他服務。
- 擁抱創新: 在現有的微服務中可以嘗試和應用最新的技術和模式。
- 隔離技術債務: 技術債務可以被限制在單個服務內部,更容易管理和償還。
3. 擴展性差 (Poor Scalability)
- 單體痛點:
- 整體擴展: 無法針對應用的不同部分進行差異化擴展。即使只有一小部分功能(如用戶認證)成為性能瓶頸,也必須擴展整個應用程序的實例。
- 資源浪費: 擴展整個應用意味著所有組件(即使是低負載的組件)都需要更多的資源(CPU、內存),導致資源利用率低下。
- 受限于“短板”: 整個應用的擴展能力往往受限于其中最難擴展或資源需求最高的那個組件。
- 微服務解決方案:
- 獨立擴展: 可以根據每個服務的實際負載和資源需求,獨立的擴展或縮減其服務實例數量。
- 資源優化: 可以為不同的服務選擇不同配置的硬件或實例類型(如 CPU 密集型、內存密集型、IO 密集型),實現更精細化的資源管理和成本優化。
- 更高的整體擴展性: 打破了單體應用中“短板”的限制,系統的整體擴展能力更強。
4. 團隊協作效率低 (Low Team Collaboration Efficiency)
- 單體痛點:
- 代碼庫龐大: 所有開發人員都在同一個龐大、復雜的代碼庫上工作。
- 熟知業務功能: 開發人員需要理解整個系統的很多部分才能進行有效的修改,上手難度大,新人培養周期長。
- 開發瓶頸: 大量開發人員同時修改同一個代碼庫,容易產生代碼沖突,需要頻繁合并代碼,降低開發效率。協調成本高。
- 職責不清: 隨著系統變大,模塊之間的界限變得模糊,職責劃分不清晰,容易出現互相推諉或重復造輪子的情況。
- 決策緩慢: 對架構或重要組件的修改需要協調多個團隊或大量人員,決策過程緩慢。
- 微服務解決方案:
- 小型、專注的代碼庫: 每個微服務的代碼庫相對較小,業務邏輯更聚焦。
- 降低業務功能: 開發人員只需要深入理解他們負責的一到兩個服務,更容易上手和維護。
- 團隊自治與并行開發 (Conway’s Law): 可以組建小型、跨職能的自治團隊,每個團隊負責一個或多個服務的完整生命周期(開發、測試、部署、運維)。團隊之間可以并行開發,減少了協調和沖突。
- 明確所有權: 每個服務有明確的歸屬團隊,職責清晰。
- 更快的決策: 團隊可以在其負責的服務范圍內更快的做出技術決策。
此外,微服務還能解決一些其他的單體痛點:
- 可靠性/容錯性差 (Poor Reliability/Fault Tolerance): 單體應用中一個模塊的嚴重錯誤(如內存泄漏、死循環)可能導致整個應用崩潰。微服務通過故障隔離提高了系統的整體彈性,一個服務的失敗不應導致整個系統不可用(需要配合熔斷、降級等機制)。
- 維護成本高 (High Maintenance Cost): 修改龐大、耦合度高的單體代碼庫非常耗時且風險高。微服務使得修改和維護的范圍更小、更可控。
總之,采用微服務架構的主要目的就是通過分解復雜性,來解決單體應用在敏捷性、可擴展性、技術選型、容錯性、團隊效率等方面遇到的瓶頸和挑戰,從而更好的支撐業務的快速發展和變化。