单体架构与微服务架构哪个最适合企业？

单体架构是一个独立的应用程序，而微服务将松散地耦合一组服务来创建应用程序。本文将研究这两种方法，并帮助企业决定哪种方法最适合业务。

什么是单体架构？
单体架构是构建独立应用程序的传统方法，通常称为“单层”应用程序。它的名字来源于巨石：一块巨大的石头或岩石。在整体式或传统架构中，应用程序包含三个主要组件，它们共同创建一个代码库：

• -用户界面（UI）：前端/表示层/客户端
• -业务逻辑：应用程序和服务器端编程（后端的一部分）
• -数据接口：将请求传达给数据库的数据访问代码。

这三个部分由连接到数据库的一个巨大代码库（有时称为第四个组件）进行管理和服务。

单体架构的优点

1、单体架构简单且易于理解，因为它涉及使用一组语言和框架在单个代码库中构建整个应用程序。
2、单体架构通常比分布式架构性能更好，因为它不需要不同组件之间的网络通信。
3、测试整体应用程序更加容易，因为只需测试一个代码库。这样，企业可以轻松确保所有组件都能正常工作。
4、单体应用程序更容易部署，因为企业只需要部署单个代码库，而不是单独部署多个组件。
5、整体架构的开发和维护成本通常较低，因为它不需要各种技术和工具，从而降低了应用程序的复杂性。
6、通过整体架构，可以更轻松地确保在整个应用程序中一致地应用安全措施。
7、整体架构支持垂直扩展，以分担工作负载并提高性能。
8、整体架构消除了应用程序跨不同模块运行时的横切问题（例如日志记录、性能监控）。

单体架构的缺点

1、更新代码库的任何部分都会影响整体架构，需要完整的应用程序重新编译。
2、任何错误或服务器问题都会影响整个应用程序，从而影响其整体可靠性。
3、代码重用是有限的，通常仅支持共享库（导致耦合问题）。
4、由于依赖关系，对应用程序代码的任何部分进行更改都会变得昂贵。
5、随着时间的推移，代码库可能会变得很重要，这意味着维护和新开发人员的贡献都具有挑战性。
6、单体架构不支持水平扩展（垂直扩展需要将整个应用程序加载到多个服务器上），因此当只有应用程序的一部分可能经历较大负载时，所有内容都可以扩展。
7、在整体架构中，所有事情都与单一技术堆栈绑定。

简而言之，单体应用程序开发起来很简单，但随着时间的推移，往往会变得很大。因此，管理和更新它们并不容易。

什么是微服务架构？

微服务架构将架构的前端和后端解耦，通过API将后端（微服务）中的各种独立服务链接到前端。微服务方法支持根据需要灵活选择和扩展服务。

微服务原理

正确的微服务原则可以帮助开发人员构建易于执行和扩展的应用程序。微服务架构遵循以下原则：

1、服务独立性：每个微服务应该独立于其他微服务，及其数据库和业务逻辑。
2、去中心化：微服务架构应该是去中心化的，每个服务的团队负责其开发、部署和维护。
3、敏捷性：微服务架构应该能够快速灵活地开发、部署和扩展单个服务，而不影响整个系统。
4、弹性：微服务应该是容错的，每个服务都能够独立处理错误和故障。
5、可扩展性：微服务架构应该能够轻松扩展单个服务，以满足不断变化的需求，而不影响整个系统。
6、持续集成和部署：微服务架构应该支持持续集成和部署，每个服务都是独立构建、测试和部署的。
7、API 优先方法：微服务架构应遵循 API 优先方法，每个服务都公开其他服务可以使用的定义良好且记录良好的 API。
8、数据管理：微服务应该有自己的数据库，可以是不同类型的，并且它们应该通过 API 进行通信。
9、领域驱动设计：企业应该围绕业务领域设计微服务，每个服务都专注于特定的业务功能。

企业可以通过关注以下三个最佳实践来获得最佳结果：

1. 单一职责
   编程中的单一责任原则 (SRP) 规定每个模块只负责应用程序的一个部分，并进行狭义定义和封装
2. 围绕业务能力构建
   业务逻辑是微服务的核心，每个服务都是围绕业务能力而不是技术能力构建的。每个业务问题都可以在利用其技术堆栈的微服务中得到解决。
3. 失败设计
   为失败而设计意味着在应用程序的核心中构建弹性。通过定义独立和封装微服务的边界，一项服务中的问题不应影响其他好处。然而，停机在每个系统中都是不可避免的，因此故障设计介绍了如何在一个或多个组件发生故障时降低服务质量。例如，当 Instagram 宕机（无法获取新内容）时，它仍然支持浏览缓存内容。

微服务与 SOA 架构

面向服务的架构 (SOA) 是另一种模块化架构，但它利用“服务”——数据即服务 (DaaS)、软件即服务 (SaaS)和平台即服务 (PaaS)。微服务和 SOA 模型之间最显着的区别在于通信：在微服务中，服务是独立的服务，而在 SOA 中，服务可以相互通信以支持应用程序，有时甚至可以协调活动。

微服务架构的优点

以下是微服务架构的优点，它解决了单体架构的许多主要问题：

• 由于企业可以独立于其他服务扩展每个服务，因此组织可以在微服务架构中更有效地处理高流量和使用高峰。
• 组织可以快速轻松地在微服务架构中添加新功能和服务，从而更轻松地适应不断变化的业务需求。
• 微服务架构对故障具有弹性，因为每个服务都独立于其他服务运行，从而降低了级联损失的风险并实现更快的恢复。
• 维护微服务架构比单体架构更容易，因为每个服务都是独立的，使得修改、更新和测试单个服务变得更容易。
• 微服务架构非常灵活，允许组织根据其特定需求为每个服务使用不同的技术和编程语言。
• 团队可以独立处理微服务架构中的特定服务，减少协调开销并增加团队自主权。
• 微服务架构具有成本效益，使组织能够为每项服务使用不同的基础设施和资源，优化成本并降低总体支出。
• 微服务架构中的组件仅通过 API 进行松散耦合，相互依赖性较少，使得更新或替换模块更加容易。
• 微服务架构支持持续部署，因为企业可以独立部署和测试每个服务，从而减少发布新功能和更新所需的时间。
• 模块代码库使开发人员可以更轻松地学习每个模块、查找错误或进行微服务架构更改。
• 通过重用代码、选择强大的技术和框架以及支持迭代开发的能力，可以加速开发。
• 每个微服务都可以在微服务架构中使用最适合其操作的​​技术堆栈。

微服务架构的缺点

虽然微服务架构的优点似乎很明显，但与任何其他选择一样，它总是存在缺点。微服务架构的缺点包括：

• 微服务架构的设计、实现和维护可能比单体架构更复杂。服务数量越多，需要管理的组件就越多，从而更难理解整个系统。
• 由于微服务是分布式系统，因此它们可能会遇到延迟、网络故障和同步问题。
• 随着需要管理的服务越来越多，微服务架构的运营开销也随之增加。它可以包括服务发现、负载平衡和部署任务。
• 在微服务架构中，服务需要通过网络相互通信，这会增加通信开销。
• 测试微服务可能比测试整体架构更复杂。随着需要试验的服务越来越多，需要考虑的集成点和场景也越来越多。
• 随着服务数量的增加，依赖管理变得更具挑战性。管理服务之间的依赖关系可能很困难，版本控制也可能具有挑战性。
• 实施微服务架构可能比单体架构更昂贵。这是因为需要管理更多组件，并且可能需要额外的基础设施和工具。
• 由于每个微服务都需要 IT 技能，因此当使用如此多的框架和技术时，人才短缺可能会成为一个问题。
• 微服务需要在监控和记录每个微服务方面进行更多监督。
• 微服务架构还需要更多的监督来解决安全问题。
• 决定微服务架构中每个模块的开始和结束位置可能具有挑战性，因为并非所有“组件”都很容易定义。
• 当企业使用不同的技术时，跨微服务移动代码可能会很复杂。

微服务与单体架构：部署策略

• 一服务一主机：将每个服务部署到一台虚拟机（主机）上。这是成本最低且最直接的选择。
• 一服务一容器： Docker 容器有助于隔离微服务（良好策略的目标之一），但允许这些容器共享资源，例如操作服务器、库或框架。
• 无服务器部署：无服务器部署抽象和外包基础设施。虽然创建的程序将在服务器上运行，但服务器完全由第三方（云）托管和管理，第三方（云）担心所有修补、扩展和加载任务。

单体架构与微服务架构：有什么区别？

如何从单体架构迁移到微服务架构？

以下是从单体架构迁移到微服务架构的步骤：

步骤 1. 了解企业当前的系统。
在开始迁移之前，企业必须清楚地了解当前的单体系统。识别不同的组件、它们的依赖关系以及它们的数据流。它将帮助企业决定哪些部分可以分成微服务。

以下是企业需要在当前系统中识别的三个主要信息组件：

• 数据对象：表示企业正在使用的数据的逻辑结构。
• 数据操作：在一个或多个数据对象中执行任务的命令。
• 要执行的作业：用户想要实现的特定操作。企业可以通过用户故事或用例来表示这些作业。

第 2 步：扁平化和重构组件
在对模块进行识别和分组之后，下一步是在内部组织这些组。其想法是在实现微服务之前识别并解决重复的功能。最终，系统应该遵循单一职责原则，即只有一个微服务来执行特定的功能。

如果系统中遇到重复的功能，企业必须考虑以下几点：

• 检查数据格式并验证数据类型。
• 验证数据准确性和数据单位。
• 识别异常值。
• 处理缺失的字段或值。

第 3 步：确定组件依赖关系
一旦企业确定、分组并确定了要迁移的组件的优先级，接下来的步骤就是确定它们之间的依赖关系。企业可以通过两种方式执行此操作：

使用静态代码分析来搜索不同数据类型和库之间的调用。
使用SonarGraph-Explorer 等动态分析工具来分析应用程序在执行过程中的使用模式。它将提供组件之间的自动映射。

第 4 步：识别组件组
下一步是将组件组合成有凝聚力的组，企业可以将其快速转换为微服务或宏服务（微服务的稍大版本）。

第 5 步：为远程用户界面创建 API
由于微服务是独立的，因此它们之间无法通信。因此，最好有一个远程用户界面，作为每个模块组件之间的唯一通信媒介。为此，企业必须创建一个 API，用户界面和模块可以使用该 API 来通信和操作数据。 为了确保模块之间的无缝通信，请确保 API 是：

• 版本控制
• 能够处理系统内表示的所有数据对象
• 兼容所有以前的版本

步骤 6：将组件组迁移到宏服务
宏服务是微服务的稍大版本。它们更像是整体架构和微服务架构之间的过渡步骤，允许与数据对象进行更复杂的交互。我们不会直接迁移到微服务，因为单体应用程序是用相互交织的逻辑构建的，直接重新定位它们可能太复杂。
将组件组迁移到宏服务时，请确保每个宏服务都可以在系统的持续集成 (CI) 和部署 (CD) 管道中独立部署。

第 7 步：将宏服务迁移到微服务
下一步是将宏服务进一步分解为微服务。在迁移Ag的同时，确保每个微服务都是独立可部署和可扩展的。

第 8 步：部署和测试
当宏服务或微服务准备就绪时，对其进行彻底测试以确保其按预期运行。尽可能使用自动化测试来加快测试过程。一旦微服务经过测试并准备就绪，请将它们与系统的其余部分集成。 最后，部署微服务。但是，请密切监视微服务以确保它们按预期运行。

单体架构与微服务架构：应该选择哪一种？

无法决定哪种软件架构最适合组织和项目？让我们来看看为什么应该选择单体架构以及为什么应该选择微服务架构。

选择整体架构

如果组织或项目涉及以下内容，请选择整体架构：

• 小团队：单体架构非常适合小型企业或初创公司。拥有一支精干的 IT 团队，企业可以对整个应用程序的一个技术堆栈拥有丰富的经验，而不必担心不同 IT 堆栈的技能短缺、知识孤岛或更复杂的微服务架构的持续管理。
• 简单应用程序：无需为简单、直接的应用程序重新发明轮子，该应用程序不太可能以前所未有的速度扩展。
• 没有微服务专业知识：有效的微服务需要多名具有特定服务、技术或框架方面的专业知识的人员，以及具有将所有这些知识整合在一起才能正常工作的经验的人员。
• 快速启动：企业可以使用整体方法快速开发一个简单的应用程序以进行原型设计。

选择微服务架构

相反，单体架构并不理想地适合组织必须保持敏捷性以应对竞争并且需要资源来开发大型或复杂应用程序的情况。

• 复杂且可扩展的应用程序：微服务将帮助组织开发更复杂的软件或应用程序，这些软件或应用程序涉及大量业务逻辑（由许多不同的模块操作），要么提供个性化或大量功能，要么大量使用交互性。微服务也非常适合那些“突破性”的初创应用程序或覆盖大量受众并需要能够快速扩展的应用程序。
• 微服务专业知识：如果团队能够获得或能够雇用合适的技能和知识，则可以采用微服务方法来构建和维护基于微服务架构的应用程序。IT 团队需要微服务、DevOps、容器和云方面的经验。
• 足够的工程技能：微服务团队需要足够领域的内部或外包技能来开发每个模块/技术堆栈或使用不同模块的 SaaS 选项。
• 优秀的基于云的基础设施：微服务依赖云基础设施来发挥作用，并根据需要适当扩展（以正确的速度和成本）。确保所选的云基础设施在付费和技术方面具有灵活性，以提供最大的架构灵活性。