基于微服務(wù)架構(gòu)的平臺化業(yè)務(wù)實現(xiàn)

方 昉，侯 琳

（塔里木油田公司信息與通訊技術(shù)中心，庫爾勒 841000）

信息化建設(shè)對于油田公司的生產(chǎn)運(yùn)行及經(jīng)營管理起到了顯著的支撐和促進(jìn)作用，但同時由于軟件系統(tǒng)規(guī)模日漸龐大，功能也越來越復(fù)雜，當(dāng)油田公司原有業(yè)務(wù)需求發(fā)生變化，需要在舊系統(tǒng)上做相應(yīng)的功能調(diào)整及擴(kuò)展時，傳統(tǒng)的單體式架構(gòu)會帶來開發(fā)難度大、開發(fā)成本高、開發(fā)周期長等一系列問題。而微服務(wù)架構(gòu)的提出和應(yīng)用無疑為解決這些問題帶來的希望，它使得信息服務(wù)的軟件架構(gòu)在產(chǎn)生變動時的維護(hù)成本大大降低，并顯著提高了穩(wěn)定性。

1 微服務(wù)

微服務(wù)最早由Mar tin Fowler與James Lewis 于2014年共同提出，旨在通過將功能模塊分解到各個獨(dú)立的離散的服務(wù)中，從而降低系統(tǒng)的耦合性以提供更加靈活的服務(wù)支持[1]。其實，微服務(wù)就是一些協(xié)同工作的小而自治的服務(wù)。其框架特征主要有：由多個分布式服務(wù)組成，多個獨(dú)立的服務(wù)，共同組成系統(tǒng)；每個服務(wù)單獨(dú)部署，運(yùn)行在獨(dú)立的容器（進(jìn)程）里；服務(wù)可以采用不同的技術(shù)路線進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計、開發(fā)、部署；分布式管理[2]。

2 微服務(wù)架構(gòu)的實踐應(yīng)用

以微服務(wù)為理念，基于Spring boot技術(shù)，采用Spr ing Cloud為微服務(wù)的技術(shù)框架，運(yùn)用智能網(wǎng)關(guān)、動態(tài)路由、服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)、斷路器、客戶端負(fù)載均衡、JWT（安全認(rèn)證協(xié)議）、docker容器等相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建一套數(shù)據(jù)服務(wù)體系，以實現(xiàn)塔里木油田信息服務(wù)平臺的各種業(yè)務(wù)功能，見圖1。

圖1 總體框架圖

2.1 微服務(wù)應(yīng)用部署

目前油田信息服務(wù)平臺數(shù)據(jù)服務(wù)，由三臺服務(wù)器（10.79.1.144、10.79.1.236、10.79.1.175）組成，均采用Linux Centos7操作系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)服務(wù)基礎(chǔ)環(huán)境，分別搭建了Docker集群、安全網(wǎng)關(guān)、服務(wù)注冊中心、微服務(wù)應(yīng)用集群、MongoDB副本集，整體應(yīng)用部署見圖2：

平臺基于docker，swarm，etcd，shipyarn相關(guān)技術(shù)，搭建了docker集群，主要為微服務(wù)應(yīng)用的部署提供環(huán)境支持，通過docker鏡像，使微服務(wù)應(yīng)用可以在開發(fā)、測試、生產(chǎn)環(huán)境中，實現(xiàn)無縫銜接；并利用JWT（JSON Web Token），作為框架安全認(rèn)證協(xié)議，采用Nginx服務(wù)端負(fù)載均衡，同時結(jié)合Spring cloud微服務(wù)框架，運(yùn)用其相關(guān)組件，搭建GateWay 集群、Eureka集群，實現(xiàn)了智能網(wǎng)關(guān)、動態(tài)路由、配置中心等功能，后續(xù)可以根據(jù)微服務(wù)應(yīng)用需要選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫獨(dú)立部署至docker容器中。

圖2 應(yīng)用部署圖

2.2 微服務(wù)應(yīng)用案例

本文以塔里木油田信息服務(wù)平臺為應(yīng)用場景，以微服務(wù)架構(gòu)技術(shù)實現(xiàn)平臺上的“待辦/已辦事宜”業(yè)務(wù)。2.2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

“待辦/已辦事宜”業(yè)務(wù)采用了Mongodb NOSQL 文檔數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)存儲，主要表（collection）結(jié)構(gòu)見表1：

表1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表

主要表字段具體含義：

stid：實例ID，即實例的惟一標(biāo)識；pid：業(yè)務(wù)ID，即待辦事宜涉及相關(guān)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)編碼；ywxtbm：業(yè)務(wù)系統(tǒng)編碼，即待辦事宜涉及的系統(tǒng)編碼；jgnbm：功能編碼，即待辦事宜涉及相關(guān)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能編碼；jyhid：接收人ID，即接收人的惟一標(biāo)識；jyhdwbm：接收人單位編碼，即接收人單位的惟一標(biāo)識；yhid：發(fā)送人ID，即發(fā)送人的惟一標(biāo)識。

2.2.2 服務(wù)接口設(shè)計

采用Restful風(fēng)格WebApi，提供的主要功能包括三類服務(wù)：

（1）數(shù)據(jù)插入更新服務(wù)。提供向數(shù)據(jù)庫插入或更新待辦事宜信息。如圖3包括兩個接口。

圖3 插入更新接口圖

（2）待辦信息查詢。提供根據(jù)用戶名（yhid）或用戶名（yhid）+系統(tǒng)編碼（xtbm）方式查詢待辦信息如圖4。

圖4 待辦信息查詢接口圖

（3）已辦信息查詢。提供根據(jù)用戶名（yhid）+系統(tǒng)編碼（xtbm）方式查詢已辦信息如圖5，返回結(jié)果按時間倒序排列。

圖5 已辦信息查詢接口圖

2.2.3 服務(wù)部署及訪問流程控制

“待辦、已辦事宜”微服務(wù)中數(shù)據(jù)存儲使用了mongodb，采用主從方式部署，服務(wù)以docker容器形式多副本部署以提供負(fù)載均衡，使用spr ing cloud提供服務(wù)的注冊發(fā)現(xiàn)、服務(wù)治理以及安全網(wǎng)關(guān)與路由等功能。當(dāng)用戶請求已辦事宜數(shù)據(jù)服務(wù)時，調(diào)用主要過程如下：

外部請求到達(dá)Nginx，并通過Nginx負(fù)載轉(zhuǎn)發(fā)至docker集群的Zuul集群。請求中的token令牌將與JWT安全認(rèn)證，當(dāng)令牌認(rèn)證通過后，由ribbon從客戶端向Eureka服務(wù)注冊中心，獲取服務(wù)注冊列表，并返回負(fù)載量最低的已辦任務(wù)的注冊地址，然后再通過Zuul智能路由至已辦任務(wù)服務(wù)實例。當(dāng)某個已辦服務(wù)實例調(diào)用出現(xiàn)異常時，將觸發(fā)Hyst r ix 服務(wù)保護(hù)機(jī)制，并進(jìn)行服務(wù)的降級，進(jìn)而熔斷該節(jié)點(diǎn)微服務(wù)的調(diào)用，快速返回錯誤的響應(yīng)信息，當(dāng)檢測到該節(jié)點(diǎn)已辦任務(wù)服務(wù)調(diào)用響應(yīng)正常后，恢復(fù)調(diào)用鏈路。

3 結(jié)束語

微服務(wù)架構(gòu)本身具有擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、安全性等特性，油田信息服務(wù)平臺通過部署微服務(wù)架構(gòu)并結(jié)合Docker技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效共享服務(wù)，有效地提高了開發(fā)效率，降低了運(yùn)維成本?！?/p>