微服务及其十大框架推荐

导读：了解 2023 年顶级微服务框架，选择适合自己特定需求的开发方法。

微服务是一种面向服务的架构，用于开发多功能、逻辑复杂的应用程序。开发人员可以添加小型服务来创建软件，而不必创建完整的软件应用。

微服务是一种将单一用途应用程序划分为更小部分的开发方法。一个成功的项目始于正确的框架选择，这也是项目成功的关键。

微服务重新定义了开发人员设计、构建和部署关键任务生产软件的方式。因此，了解什么是微服务、它们对开发人员意味着什么以及它为软件团队带来的好处和挑战至关重要。

什么是微服务？

 

微服务是一种软件架构模式，它能将应用程序构造为微型、独立且松散耦合的服务的集合。

 

使用微服务管理的示例应用程序。来源：https://microservices.io/patterns/microservices.html

 

如上图所示，此应用程序由3个主要服务构成：

1. 账户服务

2. 库存服务

3. 配送服务

每个服务都可由独立的团队维护并部署在独立的环境中。因此，每个服务都作为自己的实体运行，专注于特定的业务功能。

但是，每项服务都不足以让整个应用程序正常运行。因此，这些服务通过定义良好的 API 与其他微服务进行通信，可以满足客户端请求。

与单体架构不同，微服务允许模块化开发、部署和可扩展性，为不断变化的需求提供灵活性和适应性。

微服务与单体服务

 

构建软件时，必须考虑的关键方面之一是是否将使用单体架构或基于微服务的架构来构建应用程序。

 

什么是单体应用程序？

 

单体架构意味着整个应用程序在一个生态系统上运行，没有任何分布式系统部分。这种方法会导致将应用程序部署为单个工件，意味着有任何更新，都需要重新部署所有方面的功能。

图：单体架构示例

在上图中，我们看到系统通过一个业务层和一个数据库进行通信来处理请求。这也表示着仅扩展应用程序的一部分是不太容易的——要么缩放整个应用程序，要么根本不缩放。

什么是微服务应用程序？

 

微服务将应用程序分解为独立运行的较小服务。这表示开发人员可以在给定时间扩展应用程序的某些部分，并且仅部署所需的部分，而不用再部署整个应用程序。

微服务架构示例

 

微服务的优点

微服务提供给开发者诸多优点：

1. 服务独立性：由于每个服务都是独立开发和部署的，因此无需任何开销即可轻松扩展应用程序的特定部分。例如，使用微服务构建的电影票务系统可能会在新电影上映时扩大其预订服务，同时保留通知服务。

2. 领域驱动设计：通过微服务，开发者首先专注于理解业务领域。之后，将微服务开发为最终有助于反映微服务的领域实体会更容易。

3. 差异化技术栈：当独立团队构建和维护服务时，他们不再需要使用一种编程语言来构建整个应用程序。相反，不同的团队可以使用最适合该任务的其他编程语言，并使用定义良好的 API 来改善这些服务之间的通信。

微服务的挑战

采用微服务并非没有挑战。与所有架构一样，微服务也有其能力权衡。

1. 可观察性困难：通过微服务，团队将许多可移动组件引入到通常分布的应用程序中。正因为如此，很难一目了然地获得整个应用程序的高级视图。因此，监控和观察基于微服务的应用程序变得越来越困难。大多数团队都会很早就采用监控和可观察性工具。

2. 延迟增加：随着可移动部件的增加，应用程序中会发出更多请求，这样会造成单个请求的更多延迟，服务必须与多个其他服务通信才能编译和构造响应。这通常会增加往返时间，因此会减慢应用程序的速度。

 

可视化的重要性

 

可视公或可观察性是指获得洞察并监控单个微服务和整个分布式系统的行为和性能的能力。包括收集、分析和可视化来自各种来源（例如日志、指标、跟踪和事件）的数据。

 

通过实施有效的可观察性实践，开发和运营团队可以快速识别和解决问题、了解服务依赖性并优化系统性能。它在维护系统可靠性、识别瓶颈、检测错误以及确保微服务协调工作方面发挥着至关重要的作用。这使得组织能够提供更可靠、更高效的软件解决方案。

 

微服务可视化工具

 

有多种用于微服务可视化的工具。它们通常隶属于以下分类：

1. 应用程序性能监控 (APM) – APM 是一个强大且完善的生产监控系统。APM 旨在帮助 DevOps 和 SRE，它确保系统可用性并优化生产环境的服务性能，以确保组织满足其 SLA。具体来说，这是通过收集生产数据并就差异发出警报来完成的。

2.  OpenTelemetry (OTel) 是云原生计算基金会的一个开源项目，它标准化了分布式跟踪方法，越来越受欢迎。OTel 框架提供 SDK、API 和工具，用于从云原生分布式系统中的各种交互（API、消息传递框架、数据库查询等）收集和关联遥测数据（日志、跟踪和指标）。
   OTel 收集的分布式跟踪数据可用于识别微服务和分布式架构中的错误、问题和瓶颈。为此，需要将数据导出到外部解决方案（开源或商业）。
   一些最流行的开源解决方案是Jaeger。例如，Jaeger 使用户能够查询 OTel 数据并在 Jaeger UI 中查看结果。它提供基本的搜索和过滤功能，例如按服务、操作、属性、时间范围和持续时间过滤跨度。

3. 下一代分布式跟踪可观察性 –这些工具使开发人员可以访问分布式跟踪并可操作。此类工具（例如Helios）可以深入了解哪些操作触发了哪些结果、存在哪些服务相关性以及代码更改对架构组件的影响。

微服务是我们的正确选择吗？

 

要确定微服务架构是否适合自己的团队，你需要问自己以下几个问题：

• 可扩展性和灵活性对你的组织重要吗？

• 你的开发团队熟悉微服务范例吗？

• 你如何轻松地将应用程序分成小的功能组件？

• 你的团队可以轻松地分成可以独立拥有每个功能组件的“小分队”吗？

 

微服务最佳实践

 

如果决定构建微服务应用程序，需要考虑以下最佳实践：

1. 每个服务一个数据库：与服务一样，在构建微服务时为每个服务维护一个数据库相当重要。这样做是为了避免数据库瓶颈。团队可以根据每项服务的预期工作负载独立地上下调整数据库吞吐量。不仅如此，这还鼓励团队选择最适合其领域的数据库。

2. 使用 API 网关进行服务通信：API 网关为客户端与微服务通信提供单一入口点。因此，它允许开发人员集成身份验证、路由、负载平衡和服务发现，简化服务与外部客户端之间的交互。

3. 集成可观察性：尽早将可观察性集成到基于微服务的应用程序中，可以让你深入了解整个系统及其服务的行为和性能。它使团队能够收集和分析来自各种来源的数据，例如日志、指标和跟踪，以了解系统的内部状态并识别问题或潜在瓶颈。

 

十大微服务框架推荐

 

创建健壮且强大的微服务应用程序需要一个框架，能够更方便的访问交互式工具。

 

此外，这些框架直接影响总体成本、开发时间和维护。以下是向大家推荐的一些领先的微服务框架列表。

 

1、Spring Boot

 

 

Spring Boot可能是创建微服务最简单的 Java 框架。凭借其开源特性，它具有丰富的功能。除此之外，它几乎可以轻松安装在任何平台上。除了提供坚实的后盾之外，它还提供了丰富的开发者社区网络和非常快的响应时间。它还提供安全性、自动配置、自动依赖性解析和其他几种服务，从而加快应用程序开发速度。

特征：

• Spring Boot允许同时监控多个组件。

• 通过负载平衡，流量被分布在小块中，从而实现最大吞吐量。

• 它利用发布-订阅 (pub-sub) 范例来提供分布式消息传递系统。

 

2、Oracle Helidon

 

最近新发布了一个名为Oracle Helidon的 Java 微服务框架，其包括MP 和 SE 版本。尽管比较新而缺乏文档，但两者都已被证明是许多项目的不错选择。

Helidon SE 提供多项功能，包括 GraalVM 本机映像以及函数式和异步编程。

特征：

• 0.09 到 2.03 秒之间的最短启动时间。

• 包含一个完整的云环境，其中包含所有基本和流行的技术。

• 提供 Helidon MP 和 SE 两个版本以满足各种编程需求。

 

3、GoMicro

 

 

谷歌支持的 Go 语言在微服务开发人员中广受欢迎。可以使用专为创建微服务而设计的 GoKit 和 GoMicro框架在Golang上轻松构建微服务。你也可以在此框架中构建无缝集成的 REST 和支持 gRPC 的微服务。

借助 GoMicro，你可以轻松地使用 Go 创建微服务。这个 PRC 库为开发者提供了创建微服务所需的所有构建块。

特征：

• 框架减少了应用程序部署过程中的摩擦，促进了互操作性

• 开发人员可以插入工具来使用 Go 创建应用程序

• 使用预定义的模板轻松开始

 

4、Quarkus

 

特别指出的是，Quarkus非常适合 Kubernetes 项目！这是redhat为 Kubernetes 提供 Quarkus Java 框架，专门设计用于与 OpenJDK HotSpot 和 GraavalVM 配合使用。该框架提供了命令式和反应式编程模型来解决与微服务架构相关的挑战。

 

Kubernative 原生 Quarkus 框架的创建是为了最大限度地减少内存消耗并最大限度地缩短开发的启动时间（数十毫秒）。快速的启动时间使微服务可以在容器和 Kubernetes 中轻松扩展。

 

特征：

• 它提供了各种各样的技术、库和 API，使其易于学习和使用。

• 使用此平台，您可以提前优化 JVM 和本机代码的代码，以提高应用程序性能。

• 该框架拥有比其他框架更快的启动时间。

 

5、Molecular

Molecular框架提供了一种独特的微服务方法。随着 NodeJS 的日益普及，JavaScript 开发人员可以从这个框架中受益。Molecular 是一个快速、动态且功能强大的 NodeJS 微服务框架。该技术可以创建高效、可靠且可访问的服务。

 

 

特征：

• 支持事件驱动流程的基础设施

• 自适应发现和内置服务注册表

• 查询和响应负载均衡

 

6、Lagom

 

使用Lagom，其使用 Java 或 Scala 开发微服务应用程序。支持 Lagom 的技术是 Akka 和 Play，它们已经用于多个所需的应用程序。

 

使用 Lagom 的统一开发生态系统解决业务问题比连接服务容易得多。一次操作即可创建项目、启动微服务并启动 Lagom。每当修改构建时，它都会自动重新加载。

特征：

• 明确定义的开发职责——提高敏捷性

• 以更低的风险更频繁地启动——从而可以延长开发周期

• 为了优化当前的计算机设置并满足高端用户的需求，系统需要反应性、鲁棒性、适应性和灵活性等反应性特征。

 

7、Ballerina 

 

我们可以使用 Ballerina 创建分布式系统，而无需再求助于传统的微服务框架。它是一种原生云原生编程语言，同时也是开源的。 

 

此外，它是一种结构化语言，使开发人员能够在程序中定义他们的服务接口和静态类型。

 

借助 Ballerina，开发者可以从头开始构建与解耦系统，由于它是图形化的、面向数据的和并发的。使用它，你可以设计Web服务的软件和应用程序。

特征：

• 这是一种易于学习且易于访问的开源编程语言。

• 使用视觉表示使交互设计更容易理解。

• 使用图表集成项目的所有方面。

 

8、Eclipse Ver.x

 

该框架是在 Eclipse 基础下的产品，此解决方案非常适合通过 Java 虚拟机 (JVM) 开发 React 应用程序。Eclipse Vert.x 平台还为执行受限环境（例如虚拟机和容器）提供了完整的解决方案。此外，Vert.x 工具包为构建任何组件提供了高度的灵活性和准确性。

vert.x 没有什么比使用所有常用库创建任何组件的能力更好的了。通过这种方式，Eclipse vert.x 使你的项目变得更加有趣。

特征：

• 多语言 API 允许开发人员使用多种语言编写异步网络应用程序。

• 作为单线程应用程序，开发人员可以使用 I/O 线程模型使用 vert.x 编写代码。

• 使用内核线程，它可以处理中小型硬件上的多个并发情况。

9、Micronaut

Micronaut 是用于构建模块化和基于微服务的应用程序的多语言框架之一。使用该框架，开发人员可以开发基于 JVM 的模块化应用程序。为了构建微服务架构，创始人专注于构建全栈环境，而不再需要集成正确的工具包。

Micronauts 最好的一点是它们不依赖于代码库的大小来启动并消耗内存。其结果是启动速度快、吞吐量高、内存使用量最少。

特征：

• GraalVM 应用程序可以在几毫秒内启动成功

• 对新开发人员使用通用编码标准，确保平滑的学习曲线。

• 通过开源技术提高内存利用率与运行时间

 

10、Axon

 

 

使用 Axon，可以修改现有 Java 程序，但是无需大量代码重写。Axon 包括用于企业软件开发流程的软件系统与架构，以提供业务就绪等支持。框架和服务器分别提供架构和模型。所有这些均为免费。

 

特征：

• 通过分层存储提高生产力并降低成本

• 灾难恢复选项，包括手动和辅助

• 视点上下文仅在所有系统修改后附加

 

小结

 

对于现代级应用程序，随着效率、生产力、交付和速度要求的提高，微服务的重要性已经不断增加。

 

在选择适合自己的框架时，对于开发者确实是一个挑战，主要是尝试多个选项的成本很高。

 

本文指出的框架相信会产生期望的结果，并且非常注重细节，希望对各位开发者有所帮助。

 

作者：场长

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