基于SpringCloud的电信综合服务保障系统微服务改造之路

刘斌

（中邮科通信技术股份有限公司，福州350001）

1 引言

电信业在近几年得到了蓬勃的发展，业务更加复杂，关系更加紧密，数据更加多样化。原先旧的综合服务保障系统逐渐显露出自身架构的缺陷：所有功能集中在一个项目中，逻辑复杂、模块耦合、代码臃肿，修改难度大，系统错误隔离性差、可用性差，任何一个模块的错误均可能造成整个系统的宕机。加之为顺应电信IT 系统的Paas 云平台化改造，决定对现有综合服务保障系统进行基于SpringCloud的微服务化改造[1]。

2 微服务简介

微服务是将原本单一型的应用分解为多个微服务，各个微服务独立运行在自己的进程中，可分别有自己的数据库。微服务之间使用REST 或者RPC 等协议进行通信。具有易于开发和维护、启动更快便于部署、更宽的技术栈等优点。

3 微服务改造实践

综合服务保障系统是一套在用系统，所以如果从头构建全新的基于微服务的应用，充满了风险，有可能导致失败。相反，应当采取渐进式重构旧系统的策略，逐步构建一个由微服务构成的应用，与旧系统并行运行。随着时间推移，原先由旧系统实现的功能不断收缩，最后或者完全消失，或者转变为微服务。转化的实现策略包括以下几个方面：

策略一：拆分前端和后端。将表示层与业务逻辑和数据访问层分离。表示层是一个应用，业务和数据访问逻辑是一个应用。表示层应用远程调用业务逻辑层。

策略二：提取微服务。将旧系统内的模块转变为独立的微服务。每当提取模块将其转化为服务，旧系统就会收缩。一旦转化了足够的模块，旧系统或者彻底消失，或者缩小成为另一个微服务。

策略三：新增的业务模块直接微服务化。使旧系统停止继续变大，不再对旧系统开发新的功能，而把新的功能模块开发成为独立的微服务[2]。

4 SpringCloud 简介

SpringCloud 是一套基于SpringBoot 构建的通用工具集，非常适合用于快速地构建分布式系统。作为微服务的开发框架，其整合并增强了微服务架构中常用的组件，如Eureka、Zuul、Hystrix 等，具有功能齐全、开箱即用、适用于各种环境等特点。

4.1 Eureka

Eureka 是一个基于REST 服务的服务注册与发现组件，主要包含 Eureka Server 和 Eureka Client 两个组件。SpringCloud 将其集成在子项目Spring Cloud Netflix 中。

各个微服务启动时，会将自己的信息（如IP、端口、微服务名称等）注册到Eureka Server，Eureka Server 会存储这些信息。Eureka Client 会周期性（默认30s）地向Eureka Server 发送心跳以续约自己的信息。Eureka Server 会检查超过一定时间（默认90s）没有续约的微服务，如有发现，则会注销该微服务实例。每个Eureka Server 同时也是一个Eureka Client，多个Eureka Server 实例互相之间通过复制的方式实现注册信息的同步[3]。

4.2 Ribbon

Ribbon 是一套基于HTTP 和TCP的客户端负载均衡工具，由Netflix 发布。经由SpringCloud 封装后，Ribbon 可以自动地从Eureka Server 中获取服务提供者的地址列表，并基于负载均衡算法（如轮询、随机等），请求其中一个服务提供者实例，也可为Ribbon 实现自定义的负载均衡算法。

4.3 Hystrix

微服务架构的应用系统通常包含多个服务层，各服务之间存在一定的依赖关系。底层服务的故障有可能引发级联故障，导致雪崩效应。要防止雪崩效应，必须有一个强大的容错机制。

Hystrix 是有Netflix 开源的一个工具类库，可以为网络请求设置超时，使用断路器模式，用于隔离访问远程系统、服务或者第三方库，防止级联失败，从而提升系统的可用性和容错性。

4.4 Zuul

Zuul 是Netflix 开源的微服务网关，SpringCloud 对Zuul 进行了整合与增强，使其能够与Eureka、Ribbon、Hystrix 等组件更方便地配合使用。

微服务网关是介于外部客户端（如网页端、手机APP 等）和服务器之间的中间层，所有客户端来的请求都通过微服务网关到达后端的应用服务。作为一个边界性质的应用程序，Zuul 底层利用各种过滤器实现了以下功能：身份认证与安全、动态路由、性能监控、压力测试、负载分配、静态相应处理等。

4.5 微服务架构

图1 SpringCloud 架构图

5 结语

单体应用向微服务架构的重构是一个持续的过程，充满了挑战。实现这一过程不能一味地从头开始重写代码，而是应该渐进式地将单体应用中的功能模块转换成微服务。随着时间的推移，大量微服务逐步形成，旧单体应用的功能逐步下线，最终实现全部改造的目标。