基于微服務(wù)的應(yīng)用程序可實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性數(shù)字轉(zhuǎn)型和云遷移計(jì)劃，對(duì)于開發(fā)團(tuán)隊(duì)來說，這種架構(gòu)十分重要。那么，如何來構(gòu)建彈性、高可用的微服務(wù)呢？Redis Enterprise給出了一個(gè)完美的方案。

文況速覽：

什么是微服務(wù)架構(gòu)？

為什么微服務(wù)很重要？

Redis Enterprise：微服務(wù)的完美方案

微服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)模式

適合微服務(wù)架構(gòu)的 Redis 企業(yè)功能

一、什么是微服務(wù)架構(gòu)

正如著名的微服務(wù)專家 Chris Richardson 所定義的那樣，微服務(wù)架構(gòu)是一種將應(yīng)用程序構(gòu)建為低耦合服務(wù)集合的架構(gòu)風(fēng)格，這些服務(wù)具有高度的可維護(hù)性和可測試性，可獨(dú)立部署，受特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域的約束，并由小型團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)。微服務(wù)架構(gòu)可以快速、頻繁、可靠地交付大型復(fù)雜應(yīng)用程序。

Monolith架構(gòu) vs. 微服務(wù)架構(gòu)

二、為什么微服務(wù)很重要

基于微服務(wù)的應(yīng)用程序可實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性數(shù)字轉(zhuǎn)型和云遷移計(jì)劃。

1.微服務(wù)是一種架構(gòu)風(fēng)格，有助于開發(fā)團(tuán)隊(duì)更快地創(chuàng)建更好的軟件，并最大限度地降低應(yīng)用現(xiàn)代化的成本和復(fù)雜性。這種架構(gòu)風(fēng)格及其相關(guān)的軟件開發(fā)文化使微服務(wù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠按照自己的發(fā)布周期運(yùn)作，擁抱端到端產(chǎn)品的所有權(quán)，并采用基于持續(xù)集成/持續(xù)交付的 DevOps 框架。這樣的好處是，企業(yè)可以縮短新服務(wù)開發(fā)的上線時(shí)間，通常可將以月為單位的項(xiàng)目縮短至以天為單位。

2.微服務(wù)可加速數(shù)據(jù)層云遷移。這是因?yàn)槲⒎?wù)主要依賴于云原生 NoSQL 數(shù)據(jù)庫。2021 年 IDC InfoBrief 調(diào)查顯示，NoSQL 數(shù)據(jù)庫正在取代內(nèi)部部署的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，因?yàn)楹笳卟皇菫樵苹颡?dú)立發(fā)布周期而構(gòu)建的。

3.此外，一些企業(yè)無法一次性將其傳統(tǒng)的單體應(yīng)用遷移到云原生應(yīng)用。微服務(wù)可實(shí)現(xiàn)子域從單體架構(gòu)向現(xiàn)代技術(shù)棧進(jìn)行增量遷移。

三、Redis Enterprise：微服務(wù)的完美方案

1.微服務(wù)規(guī)模的性能

在微服務(wù)環(huán)境中，需要實(shí)時(shí)運(yùn)行的服務(wù)必須平衡網(wǎng)絡(luò)開銷。Redis Enterprise 為所有 Redis 數(shù)據(jù)類型和模型提供亞毫秒級(jí)延遲。此外，它可以立即線性擴(kuò)展，以滿足幾乎任何吞吐量需求。

2.為容錯(cuò)和恢復(fù)而設(shè)計(jì)

為確保您的應(yīng)用程序具有故障恢復(fù)能力，Redis Enterprise 采用了無共享集群架構(gòu)。它在各個(gè)故障級(jí)別都具有容錯(cuò)能力：在進(jìn)程層面、單個(gè)節(jié)點(diǎn)甚至跨基礎(chǔ)架構(gòu)可用區(qū)自動(dòng)進(jìn)行故障切換。它還包括可調(diào)整的持久性和災(zāi)難恢復(fù)能力。

3.利用快速靈活的數(shù)據(jù)模型降低復(fù)雜性

Redis Enterprise允許開發(fā)人員為他們的微服務(wù)架構(gòu)和領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)選擇最適合他們的性能和數(shù)據(jù)訪問要求的數(shù)據(jù)模型，同時(shí)在單個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)上保持多租戶部署的隔離。

4.利用原生 Kubernetes 部署簡化操作

Redis Enterprise 提供統(tǒng)一的操作界面，可減少技術(shù)學(xué)習(xí)成本、簡化操作并降低服務(wù)延遲。針對(duì) Kubernetes 的 Redis Enterprise 運(yùn)營商為您提供一致的自動(dòng)化部署，從而降低風(fēng)險(xiǎn)。這讓開發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠?qū)Ｗ⒂趧?chuàng)新和業(yè)務(wù)價(jià)值。

5.可跨云跨地域適應(yīng)

Redis Enterprise 可部署在任何地方：任何云平臺(tái)、內(nèi)部部署、多云或混合云架構(gòu)。

四、微服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)模式

1.微服務(wù)查詢緩存

獨(dú)立或有界上下文是微服務(wù)架構(gòu)的一個(gè)重要特征。作為領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的一部分，每個(gè)服務(wù)都可以擁有一個(gè)專用數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫有自己獨(dú)特的數(shù)據(jù)模型和SLA（Service Level Agreement，服務(wù)水平協(xié)議）性能目標(biāo)。查詢緩存是一種常用于縮短微服務(wù)響應(yīng)時(shí)間的緩存模式，其工作原理是在每個(gè)微服務(wù)旁部署 Redis Enterprise 緩存，以提供單一業(yè)務(wù)上下文中所需的數(shù)據(jù)。(也就是說，它只服務(wù)于一個(gè)微服務(wù)）。

Redis Smart Cache 是一個(gè)開源庫，可將緩存無縫添加到任何符合 JDBC 標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)、應(yīng)用程序或微服務(wù)中，在提高查詢性能的同時(shí)降低操作復(fù)雜性，而且無需更改應(yīng)用程序代碼。Redis Enterprise 支持多種數(shù)據(jù)模型，可輕松實(shí)現(xiàn)多租戶部署，保持?jǐn)?shù)據(jù)隔離的同時(shí)，不降低性能。

2.通過 CQRS 緩存跨域共享數(shù)據(jù)

微服務(wù)需要快速訪問數(shù)據(jù)，但當(dāng)數(shù)十或數(shù)百個(gè)微服務(wù)試圖從同一個(gè)緩慢的磁盤數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生許多問題?？缬驍?shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)提供給每個(gè)微服務(wù)，而且不能超出其重點(diǎn)業(yè)務(wù)環(huán)境和目標(biāo)的范圍。

命令查詢責(zé)任隔離（Command-Query Responsibility Segregation, CQRS）是微服務(wù)架構(gòu)中一種重要的預(yù)取緩存模式，它將讀?。ú樵儯┖蛯懭朊罘蛛x開來，這使應(yīng)用程序能夠?qū)?shù)據(jù)寫入速度較慢的基于磁盤的 SQL 數(shù)據(jù)庫，同時(shí)使用 Redis Enterprise 中集成的變更數(shù)據(jù)捕獲（CDC）功能預(yù)取和緩存該數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)高速讀取。這樣，其他需要數(shù)據(jù)的微服務(wù)就能立即獲得這些數(shù)據(jù)。

3.全局?jǐn)?shù)據(jù)的 API 網(wǎng)關(guān)緩存

微服務(wù)應(yīng)用程序可以在 API 網(wǎng)關(guān)級(jí)別緩存全局訪問數(shù)據(jù)，以分發(fā)和加速所有服務(wù)都會(huì)訪問的數(shù)據(jù)。通常情況下，這些數(shù)據(jù)包括會(huì)話數(shù)據(jù)（如用戶 ID 和偏好設(shè)置）和驗(yàn)證數(shù)據(jù)（令牌、授權(quán)狀態(tài)和權(quán)限）。這樣，所有服務(wù)都能實(shí)時(shí)獲得頻繁請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。結(jié)果如何？減少應(yīng)用延遲，同時(shí)不打破每個(gè)微服務(wù)業(yè)務(wù)上下文的界限。

在 API 網(wǎng)關(guān)上還可以使用 Redis Enterprise 實(shí)現(xiàn)速率限制，即在一定時(shí)間范圍內(nèi)對(duì) API 請(qǐng)求的數(shù)量進(jìn)行計(jì)量。這可以防止系統(tǒng)超載，并防止 DDoS 攻擊。

4.用于服務(wù)間通信的異步消息傳遞

微服務(wù)必須在不破壞隔離的情況下相互通信狀態(tài)、事件和數(shù)據(jù)，而且必須保持解耦。常見的解決方案是在架構(gòu)中引入發(fā)布-訂閱消息代理，即讓服務(wù)間通信由事件驅(qū)動(dòng)并最終保持一致，并將微服務(wù)之間的每條消息都視為一個(gè)事件。

Redis Streams 是一種不可變的按時(shí)間排序的日志數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可讓服務(wù)（生產(chǎn)者）發(fā)布異步消息，多個(gè)消費(fèi)者可訂閱這些消息。可以對(duì)其進(jìn)行配置，以處理不同的交付保證、支持消費(fèi)者群組，并應(yīng)用與 Apache Kafka 主題分區(qū)類似的其他功能。更棒的是，Redis Streams 可幫助在后端創(chuàng)建報(bào)告、分析、審計(jì)和取證分析。

五、適合微服務(wù)架構(gòu)的 Redis 企業(yè)功能

1.雙活備份

微服務(wù)架構(gòu)有許相互多連接的服務(wù)，但它面臨著與單體應(yīng)用程序相同的性能需求。為盡量減少延遲，數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能靠近服務(wù)。您還需要確保數(shù)據(jù)庫在發(fā)生故障或更新沖突時(shí)彼此保持一致。Redis Enterprise 可以部署為雙活、無沖突復(fù)制的數(shù)據(jù)庫，以處理來自多個(gè)本地服務(wù)安裝的更新，而不會(huì)影響延遲或數(shù)據(jù)一致性，并在發(fā)生故障時(shí)提供連續(xù)性服務(wù)。

2.多種數(shù)據(jù)模型

Redis Enterprise 提供多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（哈希值、字符串、流、列表等）和模型，包括 JSON、搜索、時(shí)間序列和圖形，可讓您選擇最適合您的微服務(wù)領(lǐng)域、性能和數(shù)據(jù)訪問要求的數(shù)據(jù)模型，這一切都在一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)。

3.多用戶數(shù)據(jù)庫

在微服務(wù)架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，單個(gè) Redis Enterprise 集群可為多個(gè)不同的服務(wù)提供數(shù)據(jù)庫，每個(gè)服務(wù)都有自己的獨(dú)立實(shí)例，并針對(duì)給定的工作負(fù)載進(jìn)行了調(diào)整。每個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例的部署、擴(kuò)展和建模都獨(dú)立于其他實(shí)例，同時(shí)利用相同的集群環(huán)境，在不增加操作復(fù)雜性的情況下隔離服務(wù)之間的數(shù)據(jù)。

4.靈活跨云

微服務(wù)提供了極大的技術(shù)靈活性，選擇在哪里部署數(shù)據(jù)庫也不例外。Redis Enterprise 可以部署在任何地方：任何云平臺(tái)、企業(yè)內(nèi)部、多云或混合云架構(gòu)。它還可在 Kubernetes、Pivotal Kubernetes Service (PKS) 和 Red Hat OpenShift 上使用。

5.本地 Kubernetes 容器編排和管理

容器與企業(yè)部署微服務(wù)應(yīng)用程序密切相關(guān)，并有助于企業(yè)部署微服務(wù)應(yīng)用程序。Kubernetes 是容器部署、調(diào)度和編排的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。Redis 是在容器上運(yùn)行的頂級(jí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，Docker hub 啟動(dòng)次數(shù)超過 20 億次。用于 Kubernetes 的 Redis Enterprise Operator 提供：自動(dòng)可擴(kuò)展性、持久存儲(chǔ)卷、簡化的數(shù)據(jù)庫端點(diǎn)管理和零停機(jī)時(shí)間滾動(dòng)升級(jí)。它可在多個(gè) Kubernetes 平臺(tái)和云托管服務(wù)上使用。