微服务对传统应用的改造及设计

微服务是一种架构模式,属于分布式架构系统,相对于传统单体应用架构,微服务架构具有跨语言、易部署、高可用、可伸缩等优点。但微服务在有许多优点的同时也有很多需要突破改造的难点,本文在对微服务架构说明的基础上,给出了微服务的设计及架构方案,并着重结合工作中项目的实际情况,给出了与传统单体应用升级的整合方案。微服务的框架较多,本文在框架的实现过程中,采用开源分布式服务框架 Spring Cloud。最后基于该框架搭建了"智能报表平台微服务系统"。目前,该平台响应迅速,运行稳定,部署拓展方便快捷。     

基于微服务架构的基础设施设计

本文首先分析传统的单体架构进而解释微服务架构以及分布式环境下四层架构,详细分析了迁移需解决的关键问题如服务间通信机制、数据最终一致性等;然后分析了分布式系统核心问题和Dev Ops基本原则,以此为设计依据提出微服务架构基础设施总体设计,并且对其关键组件如服务注册与发现、持续交付平台、服务网关的实施提出具体方案;最后针对微服务架构基础设施在运维管理中的应用场景进行了探讨,说明了微服务架构设计思想优于单体架构设计思想。     

基于微服务架构的建筑设备管理系统的设计与实现

在智能建筑中,建筑设备管理系统作为其重要组成部分,随着对象数量和设备功能模块的多样性增加,传统建筑设备管理系统容易出现高耦合、开发难度加大等问题。本文针对传统设备管理系统单体架构的不足,提出了基于微服务架构对系统进行设计,使用SpringCloud框架、MySQL数据库、Java开发语言等技术完成系统的整体设计,实现了系统各微服务模块的搭建与联通。经测试表明,采用微服务架构能够较好地解决传统架构存在的问题,具备很好的开发前景。     

SHMA:一种云平台的监控框架

由于云平台架构的复杂性和工作负载的不可预测性,云监控对保证云平台的高可用性有重要意义,云平台上资源的动态性、多样性以及资源规模巨大给云平台监控带来了一定的困难。研究并提出一种面向云平台的可扩展多层次监控框架SHMA,SHMA采用微服务架构构建监控系统中可扩展的各个相互独立的服务组件,实现对云平台不同层次的应用服务、中间件和基础设施资源的监控。通过对部署并运行在CloudStack基础设施云平台上的某综合减灾空间信息服务应用系统进行案例分析,验证了该监控框架的有效性。     

微服务架构在不动产登记网上预约系统中的应用

随着信息化技术的高速发展,国务院提出关于推进“互联网+政务服务”建设的理念。而不动产登记业务是政府政务服务当中至关重要的一环。为了缓解不动产登记窗口的压力,不动产登记网上预约系统应运而生。传统的不动产登记网上预约系统采用单体架构进行设计,存在着诸多的弊端,诸如效率低,维护难,不灵活,稳定性差,扩展性不够等。微服务架构可以弥补这些缺点。论文基于微服务架构的特点及其优势,以及spring cloud微服务框架的特点及组成。将spring cloud框架应用到系统的设计当中,分析了采用spring cloud微服务框架设计系统的优势,从而可以很好地解决传统单体架构系统的缺点。     

基于微服务架构的统一应用开发平台

随着信息化时代的发展,业务系统越发庞大复杂,系统开发及维护面临着巨大的挑战. 针对这一问题,提出基于微服务架构的统一应用开发平台,重点介绍了平台的微服务架构设计、基于平台的业务系统实现. 通过引入微服务构建和分布式服务注册等相关技术,平台实现了生成微服务工程的标准开发框架,解决传统单体架构应用庞大而带来的研发周期长,难以快速响应用户需求等问题,为业务系统的开发提供了有效支撑.     

微服务架构在电动汽车智能充电服务与运营平台系统中的应用

随着微服务技术的兴起和发展,越来越多的应用系统采用了微服务架构来实现对外服务。描述了微服务框架在电动汽车智能充电服务与运营平台中的应用,并介绍了一种适用于微服务的开发框架。该框架基于轻量级开源微服务框架组件Spring Cloud,其提供一系列的微服务基础设施进行支撑,对电动汽车充电服务运行平台中各组成结构都提供快速简单微服务组件,以提高系统开发效率,降低业务之间耦合度,实现系统的技术隔离、高性能并发处理、独立分布式部署运行、灰度发布、服务降级等,大大提高了电动汽车充电服务运营平台的高效性。     

基于微服务架构的国土档案系统

针对传统SOA架构设计的国土档案系统面临的服务安全、负载均衡和伸缩性等问题,设计实现了基于微服务架构的分布式档案系统.根据微服务架构思想,将档案系统功能划分为细粒度的微服务组件,微服务之间设计鉴权服务模块来实现微服务的安全访问控制,通过服务注册中心、服务网关和SpringCloud体系框架来解决系统的软负载问题,利用Docker微服务集群完成微服务组件的独立部署运行和业务功能伸缩.对档案数据文件建立了倒排索引,提高了档案数据查询时的速度和准确度.     

基于微服务架构的企业ERP设计与应用

随着云计算、大数据的发展,以及企业应用的规模、复杂度增加和产品需求不断扩展,传统单体式架构ERP系统中存在可扩展性差、灵活性低等弊端.本文提出了使用微服务架构来构造企业应用,首先分析了微服务架构的特点,针对微服务架构的服务独立、低耦合、可扩展等优势,设计了基于微服务的企业ERP系统架构,解决了ERP开发中接口协作问题,提出基于微服务的实现技术Spring Cloud来重构应用,最后详细论述了在开源环境下微服务应用开发过程.包括Spring Boot子系统构建、服务注册中心搭建、负载均衡架构设计、网关设计等,并完成了系统的接口和性能测试,论证了基于微服务架构系统的易维护、扩展等优势.     

基于微服务的维修资金管理系统

为了解决传统住宅维修资金管理系统功能模块复杂,开发维护过程繁琐,并且新增需求难以及时处理,提出了基于微服务架构的系统设计开发.本文设计了基于微服务架构的住宅维修资金管理系统,将系统划分为几个微服务模块分别实现.系统使用Spring Cloud来搭建微服务架构,并且实现了服务注册和发现、负载均衡、路由网关以及容错处理等技术,最后实现了各个微服务功能.采用该微服务框架,降低了系统的耦合性,加快了系统开发周期以及使系统的部署和维护更为便捷.     

一种微服务框架的实现

相对于传统单块架构,微服务框架具有技术选型灵活、独立按需扩展、可用性高等优点,更适合当前互联网时代需求. 但微服务架构的应用也会引入新的问题,如跨进程通讯、服务注册发现、分布式Session管理等. 本文在对传统框架和微服务框架进行分析比较的基础上,给出了微服务框架的一种实现方案. 该方案设计了微服务框架的功能架构,对微服务框架引入的关键问题给出了解决方案. 采用该实现方案进行业务系统开发,开发人员只需要关注微服务内部业务功能的开发,微服务之间的注册、发现、监控和Session管理由微服务框架完成,简化了系统开发的难度,提高开发效率.     

基于混沌工程的微服务韧性风险识别和分析

微服务架构近年来已成为互联网应用所采用的主流架构模式.然而相比传统的软件架构，微服务架构更加复杂的部署结构使其面临更多能导致系统发生故障的潜在威胁，且微服务架构系统故障的症状也更加多样化.在可靠性等一些传统的软件度量已不能充分体现微服务架构系统故障应对能力的情况下，微服务的开发者们开始使用“韧性”（Resilience）一词描述微服务架构系统的故障应对能力.为了提高微服务架构系统的韧性，开发者们往往需要针对特定的系统环境扰动因素设计应对机制.如何判断一个系统环境扰动因素是否为影响微服务系统韧性的风险因素，以及如何在系统运行发布之前尽可能多地寻找到这些潜在的韧性风险，都是微服务架构系统开发过程中待研究的问题.在作者在先前研究中提出的微服务韧性度量模型的基础上，结合混沌工程，本文提出了针对微服务架构系统的韧性风险识别和分析方法.韧性风险的识别方法通过不断的向微服务架构系统引入随机系统环境扰动并观察系统服务性能的变化，寻找系统潜在的韧性风险，大幅减少了软件风险识别过程中的人力成本.对于识别到的韧性风险，通过收集执行混沌工程过程中的系统性能监控数据，韧性风险分析方法将利用因果搜索算法构建出各项系统性能指标之间的影响链路，并将可能性较高的链路提供给运维人员作为进一步分析的参考.最后，通过在一个微服务架构系统上实施的案例研究展示了本文提出的韧性风险识别和分析方法的有效性.     

MSA-Lab：模型驱动的微服务集成设计平台

从单体系统迁移到微服务系统是当前业界对遗留系统实施再工程化的主流选项之一,基于单体遗留系统的微服务体系架构重构则是实现该迁移的关键步骤.目前学界多集中在微服务识别方法的研究上;业界虽有许多面向微服务架构的遗留系统重构的实践,但缺乏系统性的方法及高效鲁棒的工具.鉴于此,在微服务识别与模型驱动开发方法前期研究的基础上,研发一种模型驱动的、可用于单体遗留系统微服务化重构的集成设计平台MSA-Lab.它通过分析单体遗留系统运行日志中的方法调用序列,对其中的类和数据表进行类型识别和聚类以构造抽象微服务,同时生成包括微服务图和微服务序列图在内的系统架构设计模型.它包括用于微服务自动识别与设计模型自动生成的核心部件MSA-Generator,以及用于微服务静态结构模型与动态行为模型可视化展现、交互式建模、模型语法约束检验的核心部件MSA-Modeller.在MSA-Lab平台上,通过对4个开源项目实施有效性、鲁棒性、功能转换完备性等实验以及对3个同类型工具实施性能对比实验,结果表明:所提平台拥有很好的有效性、鲁棒性及实现面向日志的功能转换完备性,且性能更加优越.     

场景驱动且自底向上的单体系统微服务拆分方法

作为云原生应用的一种典型形态,微服务架构已经在各种企业应用系统中被广泛使用.在企业实践中,许多微服务都是在单体架构的遗留系统基础上通过微服务拆分和改造形成的,其中的拆分决策（特别是数据库拆分）对于微服务系统的质量有着很大的影响.目前,单体系统的微服务拆分决策主要依赖于人的主观经验,整个过程成本高、耗时长、结果不确定性很高.针对这一问题,提出一种场景驱动、自底向上的单体系统微服务拆分方法.该方法以场景驱动的方式,通过动态分析获取单体遗留系统运行时的方法调用和数据库操作信息,然后基于数据表之间的关联分析生成数据库拆分方案,接着再自底向上进行搜索,产生相应的代码模块拆分方案.基于这种方法,实现了一个原型工具MSDecomposer,将拆分过程可视化,并支持多种维度的反馈调整策略.基于多个开源软件系统进行了案例研究,研究结果表明,该方法能够显著加快微服务拆分决策的速度,减轻开发人员的决策负担,得到的拆分结果是合理的.     

基于Seneca微服务的过程监测系统

针对传统监测监控与数据管理应用系统架构复杂,前后端开发技术不一致,通讯协议不统一,难以实现高并发请求的问题,在高性能服务器平台Node.js下,使用全新的微服务架构和Seneca框架技术与监测监控技术相结合,使用统一的Node.js编程模式,标准化的REST API通讯协议,实现了低成本、高性能、易维护和安全性的监测与数据管理的企业级应用.     

Facilitating the migration to the microservice architecture via model-driven reverse engineering and reinforcement learning

The microservice architecture has gained remarkable attention in recent years. Microservices allow developers to implement and deploy independent services, so they are a naturally effective architecture for continuously deployed systems. Because of this, several organizations are undertaking the costly process of manually migrating their traditional software architectures to microservices. The research in this paper aims at facilitating the migration from monolithic software architectures to microservices. We propose a framework which enables software developers/architects to migrate their software systems more efficiently by helping them remodularize the source code of their systems. The framework leverages model-driven reverse engineering to obtain a model of the legacy system and reinforcement learning to propose a mapping of this model toward a set of microservices.

     

基于服务网格的微服务架构服务治理研究

由于微服务细粒度的服务拆分方式和去中心化的架构设计相比于传统SOA架构更适合当前互联网敏捷开发、快速迭代的需求,但是传统微服务的服务治理技术难以实现不同技术框架和通讯协议建设的服务之间互联互通,并且存在服务治理与服务高耦合的问题.本文基于服务网格思想实现一个具有服务注册发现、负载均衡、协议转换的网络代理作为微服务架构的服务治理独立组件,并通过Netty框架、protobuf序列化方式、Etcd注册中心和加权轮询的负载均衡算法最大化网络代理性能,实验结果表明本文的设计克服了传统微服务存在的问题,并且网络代理具备高可用、高并发、高吞吐量的性能.     

微服务框架的设计与实现

相对于传统单块架构,微服务框架具有技术选型灵活,独立部署,按需独立扩展等优点,更适合当前互联网时代需求.但微服务架构的使用引入了新的问题,如服务注册发现、服务容错等.对微服务框架引入的问题进行分析,并给出了微服务框架的一种实现方案,在框架层面解决服务注册发现、服务容错等共性问题,使业务系统开发人员专注于业务逻辑实现,简化系统开发的难度,提高开发效率.