CN107102847A - 基于微服务的软件开发方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于微服务的软件开发方法、装置及系统，属于软件开发技术领域。该方法包括将待开发软件分解为若干微服务，并构建微服务框架；将每个微服务分别作为一个独立的开发、调试、部署和运行单元，进行独立开发；通过微服务框架，实现若干微服务之间的注册、发现、调用和监控，完成待开发软件的开发。该装置包括微服务分解单元、微服务框架构建单元。该系统包括微服务运行时容器和本地服务注册中心。该方法、装置及系统能够降低大型复杂业务系统的开发难度，克服传统JAR包或OSGI方式部署成本高、系统扩展性差和资源浪费的问题。

Description

基于微服务的软件开发方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及软件开发技术领域，特别是涉及一种基于微服务的软件开发方法、装置及系统。

背景技术

随着企业级应用系统的规模和复杂度不断增加，系统变得更加笨重和庞大，这对系统的开发、部署和升级提出了新的挑战，对企业应用架构的高效性和扩展性提出了更高的要求。

模块化是解决复杂性问题的重要工具，可以把庞大的应用程序分割成多个模块，每个模块完成独立的功能，模块之间协同工作。这样的模块我们称为组件。这些组件可以进行单独开发、单独编译、单独测试，把所有的组件组合在一起得到了完整的系统。采用组件化的应用结构，使系统的结构更加清晰，简化大型应用系统在开发、部署和升级的难度，实现多种业务功能的分离。

传统实现组件的方式是通过库(library)或者面向开放服务网管(OpenService Gateway Initiative，OSGI)框架。

采用库的方式是将通用的、与业务逻辑无关的工具类打成JAR包放到Web应用相应的目录下，如J2EE平台的WEB-INF/lib目录。

OSGI是一种动态模块化标准，它为模块化应用的开发定义了一个基础架构。基于OSGI架构的应用程序由一系列OSGI模块组建。一般根据业务功能将系统分解成多个OSGI模块，每个模块是一个独立的工程项目，包含了实现完整业务功能的所有前端代码和后端代码。基于OSGI架构的应用系统结构图参见附图1。

各业务模块通过中间层的OSGI动态模块框架整合到一个Web应用中，Web应用作为一个整体运行在服务器上。基于OSGI模块化的应用系统，实现了模块的单独开发，而且可以在不重启应用的情况下，动态地安装、卸载、启动和停止应用程序中的模块。

通过库实现组件化的方式，只是对后端工具类代码进行了封装，无法根据业务功能进行完整切分，各个业务功能的代码混杂在一起，调试和部署难度大，一个或多个JAR包的修改，需要重启整个应用。

基于OSGI模块化技术的业务应用系统，在开发期，可以实现模块的物理分离，每个业务模块独立开发和调试，但是在部署运行时，仍需要将多个模块耦合在一起发布到Web容器上。这种方式带来如下问题：首先，全部模块在一个Web应用中加载启动，对资源要求高，需要高配置的服务器或集群来支撑系统的运行，部署成本高，而且不利于向云环境扩展。另外，不同的业务模块所需资源不同，有些可能是CPU密集型的，另一些可能是IO密集型的，在这种架构模式下，各个模块不能独立部署运行，当出现性能问题时只能扩展整个业务系统，而不能针对模块扩展其资源能力，系统扩展性差，而且相同的模块在不同业务系统中需要重复部署，造成了资源浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于微服务的软件开发方法、装置及系统，其采用一组微服务的方式来构建一个应用，通过将业务功能分解到各个离散的微服务中实现对系统功能组件的解耦，能够降低大型复杂业务系统的开发难度，克服传统JAR包或OSGI方式部署成本高、系统扩展性差和资源浪费的问题，从而更加适于实用。

为了达到上述第一个目的，本发明提供的基于微服务的软件开发方法的技术方案如下：

本发明提供的种基于微服务的软件开发方法包括以下步骤：

将待开发软件分解为若干微服务，并构建微服务框架；

将每个所述微服务分别作为一个独立的开发、调试、部署和运行单元，进行独立开发；

通过所述微服务框架，实现所述若干微服务之间的注册、发现、调用和监控，完成所述待开发软件的开发。

本发明提供的基于微服务的软件开发方法还可采用以下技术措施进一步实现。

作为优选，当需要对所述待开发软件进行扩展时，通过对所述若干微服务中的任一或者若干独立地进行水平扩展实现。

作为优选，所述若干微服务包括Web微服务和若干业务微服务，

所述Web微服务用于对外提供HTTP访问，和，通过服务接口处理所述若干微服务的处理业务逻辑；

所述若干业务微服务用于具体业务。

作为优选，所述若干微服务之间能够通过RPC协议进行通信。

为了达到上述第二个目的，本发明提供的基于微服务的软件开发装置的技术方案如下：

本发明提供的基于微服务的软件开发装置包括微服务分解单元、微服务框架构建单元，

所述微服务分解单元用于将待开发软件分解为若干微服务；

所述微服务框架构建单元用于构建微服务框架，使得，通过所述微服务框架，能够实现所述若干微服务之间的注册、发现、调用和监控。

本发明提供的基于微服务的软件开发装置还可采用以下技术措施进一步实现。

作为优选，所述基于微服务的软件开发装置还包括扩展单元，

所述扩展单元用于通过对所述微服务中的任一或者若干独立地进行水平扩展。

作为优选，所述若干微服务包括Web微服务和若干业务微服务，

所述Web微服务用于对外提供HTTP访问，和，通过服务接口处理所述若干微服务的处理业务逻辑；

所述若干业务微服务用于具体业务。

作为优选，所述若干微服务之间能够通过RPC协议进行通信。

为了达到上述第三个目的，本发明提供的基于微服务的软件开发系统的技术方案如下：

本发明提供的基于微服务的软件开发系统包括微服务运行时容器和本地服务注册中心，

所述微服务运行时容器用于为所述微服务的运行提供支撑；

所述本地服务注册中心用于微服务的注册发现、注册中心之间消息同步和事件广播、微服务集群组建，和，所述微服务集群中物理机的状态监测。

本发明提供的基于微服务的软件开发系统还可采用以下技术措施进一步实现。

作为优选，所述微服务运行时容器包括轻量级服务器、运行指标收集器、服务发现器、服务注册器、负载均衡器、轻量级RPC中的一种或几种。

作为优选，所述负载均衡器选自软负载均衡及容错机制，或者，硬件负载均衡器。

作为优选，所述轻量级RPC用于提供基于接口方法的透明远程过程调用。

作为优选，所述本地服务注册中心用于维护服务提供者列表，其中，所述服务提供者列表为一个服务接口名和服务地址的映射表，保存了业务系统内所有微服务对外提供的服务信息。

作为优选，所述本地服务注册中心通过心跳检测的方式获取集群中各物理机的状态，当有机器宕机时，自动更新服务提供者列表，并向其他注册中心广播消息以实现服务列表同步更新。

作为优选，所述微服务注册用于，在微服务容器启动时，服务注册器向本地注册中心发送消息，将微服务对外提供的业务服务进行注册，同时服务发现器从注册中心获取该微服务调用的服务列表并缓存到微服务运行时容器的服务提供者列表中。

作为优选，所述服务发现器每隔一定时间向注册中心发送消息获取服务列表的校验码，并与缓存的校验码进行对比，校验不一致表明其所调用的服务地址发送变更，则服务发现器重新向本地注册中心发送请求获取服务列表；

本地注册中心监测服务发现器发送消息的时间间隔，并和设置的阈值进行对比，当超过阈值时，则认为此微服务容器异常，本地注册中心更新本地服务提供者列表删除该微服务对外发布的服务并广播消息到其他的服务注册中心。

本发明提供的基于微服务的软件开发方法、装置及系统通过将待开发软件分解为若干微服务，并构建微服务框架；再将每个微服务分别作为一个独立的开发、调试、部署和运行单元，进行独立开发；最后通过微服务框架，实现若干微服务之间的注册、发现、调用和监控，完成待开发软件的开发。其采用一组微服务的方式来构建一个应用，通过将业务功能分解到各个离散的微服务中实现对系统功能组件的解耦，业务系统的开发被分解成若干微服务的开发，开发人员只需要关注微服务内部业务功能的逻辑实现，微服务之间的注册、发现、调用和监控由微服务框架完成，能够降低大型复杂业务系统的开发难度，解决传统JAR包或OSGI方式部署成本高、系统扩展性差和资源浪费的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有基于OSGI架构的应用系统结构图；

图2为本发明实施例一提供的基于微服务的软件开发方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例一提供的基于微服务的软件开发方法中，Web微服务与各业务微服务之间的架构关系示意图，其中，对业务微服务2进行了水平扩展；

图4为本发明实施例二提供的基于微服务的软件开发装置的信号流向关系示意图；

图5为本分买那个实施例三提供的基于微服务的软件开发系统的信号流向关系示意图。

具体实施方式

本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种基于微服务的软件开发方法、装置及系统，其采用一组微服务的方式来构建一个应用，通过将业务功能分解到各个离散的微服务中实现对系统功能组件的解耦，能够降低大型复杂业务系统的开发难度，克服传统JAR包或OSGI方式部署成本高、系统扩展性差和资源浪费的问题，从而更加适于实用。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的基于微服务的软件开发方法、装置及系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。

实施例一

参见附图2，本发明实施例一提供的种基于微服务的软件开发方法包括以下步骤：

步骤1：将待开发软件分解为若干微服务，并构建微服务框架；

步骤2：将每个微服务分别作为一个独立的开发、调试、部署和运行单元，进行独立开发；

步骤3：通过微服务框架，实现若干微服务之间的注册、发现、调用和监控，完成待开发软件的开发。

本发明实施例一提供的基于微服务的软件开发方法通过将待开发软件分解为若干微服务，并构建微服务框架；再将每个微服务分别作为一个独立的开发、调试、部署和运行单元，进行独立开发；最后通过微服务框架，实现若干微服务之间的注册、发现、调用和监控，完成待开发软件的开发。其采用一组微服务的方式来构建一个应用，通过将业务功能分解到各个离散的微服务中实现对系统功能组件的解耦，业务系统的开发被分解成若干微服务的开发，开发人员只需要关注微服务内部业务功能的逻辑实现，微服务之间的注册、发现、调用和监控由微服务框架完成，能够降低大型复杂业务系统的开发难度，解决传统JAR包或OSGI方式部署成本高、系统扩展性差和资源浪费的问题。此外，该微服务框架实现了企业级应用系统功能组件服务化，实现组件分离、共享、动态扩展的目标。其中关键技术是微服务框架设计、微服务的动态注册、去中心化的微服务发现及透明化的服务通信。

参见附图2和附图3，当需要对待开发软件进行扩展时，通过对若干微服务中的任一或者若干独立地进行水平扩展实现。

参见附图3，若干微服务包括Web微服务和若干业务微服务，Web微服务用于对外提供HTTP访问，和，通过服务接口处理若干微服务的处理业务逻辑；若干业务微服务用于具体业务。

其中，Web微服务，主要包括静态UI资源，如HTML、JS、CSS文件，Web微服务通过组合使用各个业务微服务而向外提供访问接口。服务接口包含微服务对外提供服务的接口定义。接口是微服务之间进行交互的规约，通过接口的方式实现了微服务之间的解耦。

参见附图3，若干微服务之间能够通过RPC协议进行通信。

实施例二

参见附图4，本发明实施例二提供的基于微服务的软件开发装置包括微服务分解单元、微服务框架构建单元，

微服务分解单元用于将待开发软件分解为若干微服务；

微服务框架构建单元用于构建微服务框架，使得，通过微服务框架，能够实现若干微服务之间的注册、发现、调用和监控。

本发明实施例二提供的基于微服务的软件开发装置通过微服务分解单元，将待开发软件分解为若干微服务；再通过微服务框架构建单元构建微服务框架，使得，通过微服务框架，能够实现若干微服务之间的注册、发现、调用和监控；在此基础上，将每个微服务分别作为一个独立的开发、调试、部署和运行单元，进行独立开发；最后通过微服务框架，实现若干微服务之间的注册、发现、调用和监控，完成待开发软件的开发。其采用一组微服务的方式来构建一个应用，通过将业务功能分解到各个离散的微服务中实现对系统功能组件的解耦，业务系统的开发被分解成若干微服务的开发，开发人员只需要关注微服务内部业务功能的逻辑实现，微服务之间的注册、发现、调用和监控由微服务框架完成，能够降低大型复杂业务系统的开发难度，解决传统JAR包或OSGI方式部署成本高、系统扩展性差和资源浪费的问题。

实施例三

参见附图5，本发明实施例三提供的基于微服务的软件开发系统包括微服务运行时容器和本地服务注册中心，

微服务运行时容器用于为微服务的运行提供支撑；

本地服务注册中心用于微服务的注册发现、注册中心之间消息同步和事件广播、微服务集群组建，和，微服务集群中物理机的状态监测。

其中，本实施例中，本地服务注册中心是一个独立的可执行程序，在微服务所部署的物理机上运行，注册中心之间通过Gossip协议进行通讯，实现不同物理机之间服务信息的同步。本地服务注册中心的方式避免了传统单一集中式注册中心的单点故障问题。

其中，本实施例中，轻量级服务器是一个以嵌入式方式运行的应用服务器，内嵌到微服务中，使微服务可以直接启动，无需再部署到应用服务器中。

其中，微服务运行时容器包括轻量级服务器、运行指标收集器、服务发现器、服务注册器、负载均衡器、轻量级RPC中的一种或几种。

其中，负载均衡器选自软负载均衡及容错机制，或者，硬件负载均衡器。本实施例中，负载均衡器为软负载均衡及容错机制，其能够降低成本。

其中，轻量级RPC用于提供基于接口方法的透明远程过程调用。其就像调用本地方法一样调用远程方法，只需简单配置，没有任何API侵入。

其中，本地服务注册中心用于维护服务提供者列表，其中，服务提供者列表为一个服务接口名和服务地址的映射表，保存了业务系统内所有微服务对外提供的服务信息。

其中，本地服务注册中心通过心跳检测的方式获取集群中各物理机的状态，当有机器宕机时，自动更新服务提供者列表，并向其他注册中心广播消息以实现服务列表同步更新。

其中，微服务注册用于，在微服务容器启动时，服务注册器向本地注册中心发送消息，将微服务对外提供的业务服务进行注册，同时服务发现器从注册中心获取该微服务调用的服务列表并缓存到微服务运行时容器的服务提供者列表中。

其中，服务发现器每隔一定时间向注册中心发送消息获取服务列表的校验码，并与缓存的校验码进行对比，校验不一致表明其所调用的服务地址发送变更，则服务发现器重新向本地注册中心发送请求获取服务列表；

本地注册中心监测服务发现器发送消息的时间间隔，并和设置的阈值进行对比，当超过阈值时，则认为此微服务容器异常，本地注册中心更新本地服务提供者列表删除该微服务对外发布的服务并广播消息到其他的服务注册中心。

本发明提供的基于微服务的软件开发方法、装置及系统通过微服务架构的设计，通过离散的本地服务中心实现服务的注册发布和同步，通过微服务运行时容器实现微服务的加载运行，负载均衡和通信；离散式本地注册中心的方式避免了集中式注册中心的单点故障问题；服务自动注册与发现，不需要写死服务提供方地址，注册中心基于接口名查询服务提供者的IP地址，并且能够平滑添加或删除服务提供者；基于微服务实现业务系统的组件化，实现组件的水平扩展；前端静态资源和后端业务逻辑分离部署，根据资源特点采用不同的负载均衡策略。

此外，微服务框架屏蔽了远程通信、服务发现等细节，开发人员只需要关注业务功能的实现；每个微服务单独部署，节省关键竞争资源，降低部署成本和维护成本；每个微服务可实现弹性水平扩展，提升大型复杂业务系统运行期动态扩展能力；由于分解出的功能模块粒度更细、功能职责更单一，相对于传统架构和开发模式而言，这种模式更有利于软件资产复用，避免功能上的重复建设；基于微服务框架的应用系统不依赖于外部的负载均衡软硬件实现集群部署，提升了业务系统服务集群构建的灵活性，降低集群构建成本。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于微服务的软件开发方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待开发软件分解为若干微服务，并构建微服务框架；

将每个所述微服务分别作为一个独立的开发、调试、部署和运行单元，进行独立开发；

通过所述微服务框架，实现所述若干微服务之间的注册、发现、调用和监控，完成所述待开发软件的开发。

2.根据权利要求1所述的基于微服务的软件开发方法，其特征在于，当需要对所述待开发软件进行扩展时，通过对所述若干微服务中的任一或者若干独立地进行水平扩展实现。

3.根据权利要求1所述的基于微服务的软件开发方法，其特征在于，所述若干微服务包括Web微服务和若干业务微服务，

所述Web微服务用于对外提供HTTP访问，和，通过服务接口处理所述若干微服务的处理业务逻辑；

所述若干业务微服务用于具体业务。

4.根据权利要求1所述的基于微服务的软件开发方法，其特征在于，所述若干微服务之间能够通过RPC协议进行通信。

5.一种基于微服务的软件开发装置，其特征在于，包括微服务分解单元、微服务框架构建单元，

所述微服务分解单元用于将待开发软件分解为若干微服务；

所述微服务框架构建单元用于构建微服务框架，使得，通过所述微服务框架，能够实现所述若干微服务之间的注册、发现、调用和监控。

6.根据权利要求5所述的基于微服务的软件开发装置，其特征在于，还包括扩展单元，

所述扩展单元用于通过对所述微服务中的任一或者若干独立地进行水平扩展。

7.根据权利要求5所述的基于微服务的软件开发装置，其特征在于，所述若干微服务包括Web微服务和若干业务微服务，

所述Web微服务用于对外提供HTTP访问，和，通过服务接口处理所述若干微服务的处理业务逻辑；

所述若干业务微服务用于具体业务。

8.根据权利要求5所述的基于微服务的软件开发装置，其特征在于，所述若干微服务之间能够通过RPC协议进行通信。

9.基于微服务的软件开发系统，其特征在于，包括微服务运行时容器和本地服务注册中心，

所述微服务运行时容器用于为所述微服务的运行提供支撑；

所述本地服务注册中心用于微服务的注册发现、注册中心之间消息同步和事件广播、微服务集群组建，和，所述微服务集群中物理机的状态监测。

10.根据权利要求9所述的基于微服务的软件开发系统，其特征在于，所述微服务运行时容器包括轻量级服务器、运行指标收集器、服务发现器、服务注册器、负载均衡器、轻量级RPC中的一种或几种；

作为优选，所述负载均衡器选自软负载均衡及容错机制，或者，硬件负载均衡器；

作为优选，所述轻量级RPC用于提供基于接口方法的透明远程过程调用；

作为优选，所述本地服务注册中心用于维护服务提供者列表，其中，所述服务提供者列表为一个服务接口名和服务地址的映射表，保存了业务系统内所有微服务对外提供的服务信息；

作为优选，所述本地服务注册中心通过心跳检测的方式获取集群中各物理机的状态，当有机器宕机时，自动更新服务提供者列表，并向其他注册中心广播消息以实现服务列表同步更新；

作为优选，所述微服务注册用于，在微服务容器启动时，服务注册器向本地注册中心发送消息，将微服务对外提供的业务服务进行注册，同时服务发现器从注册中心获取该微服务调用的服务列表并缓存到微服务运行时容器的服务提供者列表中；

作为优选，所述服务发现器每隔一定时间向注册中心发送消息获取服务列表的校验码，并与缓存的校验码进行对比，校验不一致表明其所调用的服务地址发送变更，则服务发现器重新向本地注册中心发送请求获取服务列表；

本地注册中心监测服务发现器发送消息的时间间隔，并和设置的阈值进行对比，当超过阈值时，则认为此微服务容器异常，本地注册中心更新本地服务提供者列表删除该微服务对外发布的服务并广播消息到其他的服务注册中心。