微服務(wù)頂級開源項目的創(chuàng)立和成長Apache ServiceComb

Zen Lin 劉云華 馬彬

近3年，微服務(wù)在國內(nèi)得到廣泛傳播，嘗試轉(zhuǎn)型微服務(wù)架構(gòu)的企業(yè)日益增多，微服務(wù)也更多地暴露在國內(nèi)技術(shù)圈的聚光燈下，成為技術(shù)社交、媒體和大會演講的熱點。華為公司于2017年5月開源了ServiceComb微服務(wù)項目，并于同年11月捐贈給Apache軟件基金會。2018年10月，Apache軟件基金會宣布Apache ServiceComb成為Apache頂級項目。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展驅(qū)動微服務(wù)技術(shù)革新

Gartner預(yù)測微服務(wù)成為主流

2016年開始，微服務(wù)成為僅次于物聯(lián)網(wǎng)和認(rèn)知計算的第三熱門軟件架構(gòu)，在Gartner的Hype Cycle技術(shù)成熟度曲線上排名非?？壳埃珿artner認(rèn)為微服務(wù)在未來2～5年內(nèi)成為主流。

事實上，從2011年開始，NetFlix、Amazon、Twitter等大家熟知的國際互聯(lián)網(wǎng)巨頭已經(jīng)在探索微服務(wù)，并嘗試在項目中予以實踐，這些企業(yè)的努力為后來微服務(wù)理論的確立提供了寶貴的經(jīng)驗。在國內(nèi)，華為、阿里是較早一批開始接觸和探索微服務(wù)的企業(yè)，并在實踐中孵化了優(yōu)秀的微服務(wù)開發(fā)框架，幫助用戶快速地實現(xiàn)微服務(wù)。

互聯(lián)網(wǎng)爆炸式發(fā)展促使微服務(wù)誕生

微服務(wù)和傳統(tǒng)SOA同屬于服務(wù)化架構(gòu)體系，服務(wù)化架構(gòu)需要追溯到50年前至今還發(fā)揮重要作用的著名康威定律，而后，2000—2007年，電子商務(wù)大發(fā)展促進了SOA流行，互聯(lián)網(wǎng)的爆炸式發(fā)展和普及引發(fā)了人們探索新一代服務(wù)化架構(gòu)的熱潮，促使了微服務(wù)的萌芽，產(chǎn)業(yè)發(fā)展是驅(qū)動技術(shù)革新的原動力。

微服務(wù)從萌芽伊始，至今已發(fā)展8個年頭，它是產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是SOA的一種進化，隨著眾多國內(nèi)外創(chuàng)新型企業(yè)對微服務(wù)的持續(xù)探索、實踐，以及世界級軟件架構(gòu)大師系統(tǒng)化地豐富、闡釋概念，理論、實踐相結(jié)合，共同勾勒出微服務(wù)的輪廓。

云計算和企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型為微服務(wù)提供成長的土壤

如今，世界已邁進“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AI等IT助力產(chǎn)業(yè)向智能化、萬物互聯(lián)和敏捷創(chuàng)新的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，各行各業(yè)將迎來一波革新潮。云計算成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的沃土，根據(jù)Gartner預(yù)測，到2025年85%的企業(yè)應(yīng)用將運行在云上，越來越多的企業(yè)逐漸從資源云化向應(yīng)用云化演進、以應(yīng)用為中心提供業(yè)務(wù)能力服務(wù)，利用云能力使企業(yè)回歸聚焦自身業(yè)務(wù)，節(jié)省現(xiàn)金流投入和運維基礎(chǔ)設(shè)施消耗的時間成本。

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢下，云原生、容器化技術(shù)日臻完善，基礎(chǔ)設(shè)施自動化、持續(xù)交付、按需虛擬化、小型自治團隊、大型集群系統(tǒng)等實踐紛紛流行，為微服務(wù)的落地提供了良好的土壤，微服務(wù)在協(xié)同云化應(yīng)用快速創(chuàng)新、按需彈性伸縮、短平快持續(xù)交付等方面將發(fā)揮越來越積極的作用，微服務(wù)成為企業(yè)云化、全面解耦的基石。

以產(chǎn)品化的思維做開源項目

ServiceComb應(yīng)運而生

隨著云化和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)IT部門從原來的成本中心轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)中心，如何將客戶需求和軟件價值更快的交付到客戶手中，成為企業(yè)的核心競爭力之一，以前是“大魚吃小魚”，現(xiàn)在是“快魚吃慢魚”。

現(xiàn)代軟件應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣，無論是工作、生活還是娛樂，應(yīng)用（特別是消費類應(yīng)用）流量會出現(xiàn)明顯的波峰波谷，例如，游戲一般在工作日和白天玩得少，而在休息日和晚上玩得多。還有些無法預(yù)期流量的應(yīng)用，可能大部分時間流量一直穩(wěn)定，而一個意外事件就會導(dǎo)致流量產(chǎn)生指數(shù)級增長，無論是哪一種場景，都要求應(yīng)用架構(gòu)能具備更好的彈性能力來保證業(yè)務(wù)的可用性。

經(jīng)過這一波互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)洗禮之后，行業(yè)邊界正變得越來越模糊，很多企業(yè)特別是傳統(tǒng)行業(yè)都希望通過業(yè)務(wù)創(chuàng)新獲取新的增長點，而業(yè)務(wù)創(chuàng)新九死一生，從IT部門視角來看，基于團隊已有的技能，重用企業(yè)已有的技術(shù)資產(chǎn)（比如投資了很貴的技術(shù)平臺軟件），這就是節(jié)省成本。

從程序員的角度切入，不同行業(yè)不同領(lǐng)域都有不同技術(shù)棧，例如，開發(fā)語言沒有絕對的好壞，Java、C++、Python、Golang等都有適合的場景，多數(shù)企業(yè)的技術(shù)決策者會希望能用合適的技術(shù)去匹配業(yè)務(wù)，所以在選擇能支撐未來業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性框架和平臺產(chǎn)品時，對技術(shù)本身開放性的考量也是至關(guān)重要的。

從企業(yè)用戶的視角來看，他們的訴求往往是：高可用性、容錯性、可管理性、可替代性、可測試性、組織擴張、架構(gòu)彈性等。其實從這些反饋不難看出，業(yè)界對微服務(wù)的訴求不僅僅是需要某個單點問題或一個工具套件，而更多的是希望通過微服務(wù)這種新的研發(fā)理念來改變整個研發(fā)活動的方方面面，包括技術(shù)、組織和流程的變革。

綜上所述，我們可以從業(yè)務(wù)視角總結(jié)出微服務(wù)的價值：更快、更穩(wěn)、更經(jīng)濟

更快：是指業(yè)務(wù)上線的速度，使用微服務(wù)能把業(yè)務(wù)上線周期從年降到月、周，甚至是隨時上線;

更穩(wěn)：是指系統(tǒng)可用性，基于微服務(wù)構(gòu)建的系統(tǒng)能把系統(tǒng)SLA從3個9提升到4個9、5個9，甚至永不斷服;

更經(jīng)濟：是指業(yè)務(wù)的資源成本，基于微服務(wù)更細(xì)粒度的彈性，能實現(xiàn)業(yè)務(wù)規(guī)模擴張與資源支出的最佳平衡。

微服務(wù)的本質(zhì)是化繁為簡，分而治之，從而加快企業(yè)創(chuàng)新。這也是為什么微服務(wù)會倍受企業(yè)青睞，Apache ServiceComb為什么應(yīng)運而生的原因之一。

ServiceComb瞄準(zhǔn)企業(yè)微服務(wù)化難題

談到Apache ServiceComb，不得不提其愿景：提供一站式的微服務(wù)開源解決方案，致力于幫助企業(yè)、用戶和開發(fā)者將企業(yè)應(yīng)用輕松微服務(wù)化上云，實現(xiàn)對微服務(wù)應(yīng)用的高效運維管理。

Apache ServiceComb的愿景，有幾個詞令人印象深刻，“幫助”“輕松”“高效”，詞的背后隱藏了ServiceComb的主要代碼捐贈者華為公司背后對微服務(wù)歷程的探索過程及積累。

華為公司從2012年開始在很多創(chuàng)新項目里應(yīng)用微服務(wù)技術(shù)，在2014年隨著微服務(wù)框架技術(shù)愈加成熟，工具愈加完善，各個產(chǎn)品線開始基于微服務(wù)框架做云化產(chǎn)品。2016年，華為公司為促進能力共享，將散落在各產(chǎn)品線的微服務(wù)相關(guān)的工具、平臺、框架和團隊統(tǒng)一整合成華為公司級華為云平臺微服務(wù)的重要組成部分，專門負(fù)責(zé)微服務(wù)平臺的交付和技術(shù)演進，統(tǒng)一支撐整個華為公司產(chǎn)品微服務(wù)化轉(zhuǎn)型。截至當(dāng)前，華為公司無線、云核心網(wǎng)、消費者云等基于此微服務(wù)框架都已完成云化及商用。

2017年，隨著華為云成立，華為云將能力在公有云上開放出來，更開源了ServiceComb微服務(wù)項目，讓業(yè)界更多的企業(yè)和開發(fā)者能更方便的使用微服務(wù)技術(shù)，少走彎路。

如何基于微服務(wù)架構(gòu)高效開發(fā)和上線

傳統(tǒng)的單體應(yīng)用因為是單進程，組件A與組件B的進程內(nèi)調(diào)用只需使用編程語言的語法，一行簡單的代碼就能搞定，但是在微服務(wù)系統(tǒng)里，有在服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)容錯、服務(wù)限流、服務(wù)降級、分布式事務(wù)等諸多復(fù)雜的分布式技術(shù)問題，如果我們把這些問題都留給業(yè)務(wù)開發(fā)人員，顯然業(yè)務(wù)開發(fā)是快不起來的，這就是微服務(wù)化之后面臨的第一個問題。

如何在不可預(yù)期的流量下保證業(yè)務(wù)的高可靠運行

從一個單體應(yīng)用拆分成多個獨立運行的微服務(wù)應(yīng)用，從理論上來說，系統(tǒng)的故障點是增多的，用戶請求的每一跳都有可能出錯，特別是在資源受限的大規(guī)模流量沖擊下，這又引入微服務(wù)化后的第二個問題。

在復(fù)雜的微服務(wù)系統(tǒng)中如何實現(xiàn)問題快速定位與恢復(fù)

在微服務(wù)系統(tǒng)中，特別是在動輒上百個微服務(wù)和實例部署的場景下，一個業(yè)務(wù)請求很可能跨越了多個微服務(wù)多個實例多個節(jié)點，別說定位問題，就是先搞定問題定界都很難，這時候如果沒有一個自動化的工具或平臺來支撐，靠人力是不可能完成的任務(wù)。

傳統(tǒng)架構(gòu)下的遺留系統(tǒng)如何向微服務(wù)架構(gòu)低成本遷移

最后是一個非?，F(xiàn)實的問題，特別是在傳統(tǒng)企業(yè)里面，都會有一些遺留的資產(chǎn)或運行中的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，不可能把這些都推倒重來，不僅成本太高，而且業(yè)務(wù)風(fēng)險也大。如何將傳統(tǒng)架構(gòu)下的遺留系統(tǒng)低成本的向微服務(wù)架構(gòu)遷移也是微服務(wù)解決方案需要系統(tǒng)考慮的。

這些都是過去華為各產(chǎn)品線服務(wù)化經(jīng)驗沉淀的精華。Apache ServiceComb開源，一方面將經(jīng)驗共享出來，分享給遇到微服務(wù)化難題的企業(yè)，促進行業(yè)更快向云化轉(zhuǎn)型，一方面也和同樣面臨數(shù)字化云化轉(zhuǎn)型的企業(yè)共同探討和繼續(xù)創(chuàng)新解決微服務(wù)化難題。

開放、創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)

Apache ServiceComb從設(shè)計上，一直秉持“將簡單留給用戶、復(fù)雜扔給自己”的設(shè)計導(dǎo)向，從設(shè)計之初就形成了“全面開放，使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，架構(gòu)易于拆分和擴展，對開發(fā)人員友好，可以與業(yè)界其他流行框架互通集成”的共識。

一方面，組織和開發(fā)人員的復(fù)雜性來源于技能的多樣性，大家使用不同的開發(fā)語言，同一種開發(fā)語言存在多樣的開發(fā)習(xí)慣。ServiceComb通過支持主流的編程風(fēng)格及優(yōu)化兼容不同的編程習(xí)慣來擁抱90%的開發(fā)者，使大多數(shù)開發(fā)者可以快速工作。通過契約將通信協(xié)議剝離，用戶也可以通過通信協(xié)議拓展機制，自行進行其他通信協(xié)議對接，協(xié)議的切換和共存不需要修改任何一行代碼即可實現(xiàn)。

另一方面，ServiceComb自身可以以輕量級的方式進行運行，也可以和J2EE/Tomcat/Spring等生態(tài)無縫鏈接，用戶可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需要使用不同的方式構(gòu)建自己的微服務(wù)系統(tǒng)。

Apache ServiceComb在開源以來也獲得了兩大開源獎項“2018OSCAR尖峰開源技術(shù)創(chuàng)新獎”和“2018COSCL中國優(yōu)秀開源項目一等獎”。Apache ServiceComb基于面對企業(yè)微服務(wù)化難題的技術(shù)創(chuàng)新在諸多領(lǐng)域獲得收效。

開箱即用：集服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)、通信和微服務(wù)治理能力為一體，并默認(rèn)提供集中化配置，結(jié)合腳手架能力，實現(xiàn)微服務(wù)治理能力0編碼，開發(fā)人員簡單配置即可使能微服務(wù)常見功能。

ServiceComb內(nèi)置覆蓋了微服務(wù)下絕大多數(shù)場景的流量控制、容錯熔斷、限流降級、故障注入等治理和管控能力。ServiceComb內(nèi)置輕量級高性能邊緣服務(wù)，支持Producer端治理，結(jié)合擴展路由能力和動態(tài)配置能力能輕松實現(xiàn)灰度發(fā)布、A/B測試等關(guān)鍵特性，在業(yè)務(wù)實測中，在同等資源使用下，吞吐能力是業(yè)界常規(guī)方案的2.8倍。

第一個實現(xiàn)純異步內(nèi)核的微服務(wù)框架：實現(xiàn)超低調(diào)用時延和高吞吐能力，高性能。

ServiceComb實現(xiàn)純異步內(nèi)核、多線程池和隔離艙，同時支持同步和異步模式，并可在微服務(wù)、接口和方法三個維度上進行線程配置并實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)之間的互相隔離。華為消費者云使用ServiceComb實現(xiàn)1500+集群節(jié)點規(guī)模的微服務(wù)以支持4億手機用戶在線，QPS提升2倍+，時延降低45%，從而節(jié)省大量硬件資源。

基于契約（Open API）的開發(fā)模式

微服務(wù)化不是一個單點的技術(shù)問題，而是涉及技術(shù)、組織和流程變革。在團隊協(xié)作上，讓微服務(wù)的開發(fā)、測試、文檔等協(xié)作和管控活動標(biāo)準(zhǔn)化和自動化。ServiceComb是目前全球唯一一個基于Swagger實現(xiàn)通信模型與編程模型分離的微服務(wù)項目，代碼自動生成契約可以實現(xiàn)微服務(wù)治理能力與業(yè)務(wù)代碼隔離，以使應(yīng)用開發(fā)人員僅需專注業(yè)務(wù)邏輯。

某省級財政廳系統(tǒng)一直存在煙囪架構(gòu)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、多ISV協(xié)同困難的問題，使用ServiceComb完成應(yīng)用全面微服務(wù)化改造，基于契約實現(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn)由財政廳統(tǒng)一管控，ISV只需聚焦微服務(wù)交付，降低依賴性，同時基于契約統(tǒng)一業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)財政數(shù)據(jù)統(tǒng)一呈現(xiàn)，業(yè)務(wù)全盤管控。

同時，支持框架式SDK和Service Mesh 0侵入微服務(wù)化兩種方式，實現(xiàn)兩種微服務(wù)化方式運維管控統(tǒng)一，降低用戶運維管控成本。

分布式事務(wù)最終一致性：

ServiceComb提供了分布式事務(wù)Saga方案和集中式事務(wù)協(xié)調(diào)器，解決微服務(wù)場景下不能依靠單一數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)跨服務(wù)事務(wù)一致性的難題。用戶只需要通過注解方式定義事務(wù)的執(zhí)行方法以及撤銷方法，Saga框架會自動保證分布式事務(wù)執(zhí)行的最終一致性。

ServiceComb更是中國微服務(wù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的核心框架參考，ServiceComb團隊作為核心團隊參與了此次業(yè)界首個微服務(wù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)意見稿的撰寫，ServiceComb也在繼續(xù)參與該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范終稿制定，從而進一步深化微服務(wù)在行業(yè)中的應(yīng)用，促進行業(yè)健康發(fā)展。

地獄不空，誓不成佛

Apache ServiceComb的目標(biāo)不止步于Apache頂級項目，而是實實在在聯(lián)合業(yè)界的力量為解決企業(yè)上云的難題貢獻(xiàn)力量。

正如華為云PaaS產(chǎn)品部總經(jīng)理廖振欽在Apache軟件基金會的官方通告中說到的：“Apache ServiceComb是華為云微服務(wù)引擎CSE的核心。它廣泛應(yīng)用于華為消費云、華為云核、華為EI等眾多主要產(chǎn)品，是華為微服務(wù)的事實標(biāo)準(zhǔn)。

我們非常高興看到ServiceComb在Apache孵化器中快速發(fā)展，鼓勵更多工程師通過成為Apache軟件基金會志愿者社區(qū)的一員繼續(xù)接受開源，并為開源做出貢獻(xiàn)?！?/p>

ServiceComb從來沒有冒進地滿地迸發(fā)子項目，而是在扎實聽取用戶的聲音。ServiceComb是堅持Apache Way的，這就意味著ServiceComb的發(fā)展方向是由業(yè)界及開源社區(qū)共同決定的。

一方面，越來越多的企業(yè)使用了ServiceComb，并反饋扎實的需求，例如，因為ServiceComb是基于契約的，那么，除了自動生成契約之外，通過契約自動生成代碼模板、契約調(diào)測、遠(yuǎn)程契約調(diào)試等能力可以形成統(tǒng)一的工具鏈。通過諸如此類的企業(yè)微服務(wù)化中的痛點需求，ServiceComb可以不斷演進以提供更加完善的解決方案。另一方面，部分企業(yè)CTO也針對下一代前向演進上提出了一些見解，ServiceComb社區(qū)也歡迎業(yè)界的力量可以一起來解決。隨著云計算的發(fā)展，2019年各大廠商也開始發(fā)布混合云方案，那么對于微服務(wù)而言，在混合云領(lǐng)域微服務(wù)又會面臨如何的困難？可以產(chǎn)出什么解決方案，諸如此類問題，都是ServiceComb將和數(shù)字化轉(zhuǎn)型企業(yè)一起共同去面對的，ServiceComb不會止步，而是牢記自己的使命，借用“地獄不空，誓不成佛”，對于Apache ServiceComb，只要微服務(wù)化云化有難處，ServiceComb就會協(xié)同業(yè)界力量不斷演進發(fā)展。