目前，微服务已经成为架构设计领域开发者关注的焦点，那么，微服务架构的特点以及典型设计模式有哪些，实际实施过程中如何拆分微服务、数据一致性如何保证，将通过转转的实践为大家带来实施微服务的关键技术分享。
微服务架构特点
微服务架构是Martin Fowler 在2014年提出的架构模式。微服务架构是一系列小的微服务构成。那么，什么是“小的微服务”？微服务按照业务领域模型来拆分，即根据不同的业务功能单元进行垂直拆分。微服务架构本质上一个业务架构，对业务了解越深刻，微服务拆分将会越合理。
二手交易平台转转，平台包括了用户功能、商品功能、交易功能、搜索功能以及推荐功能。各个业务单元相对独立，就可以按照业务垂直拆分成用户、商品、交易、搜索、推荐微服务。对每一个功能单元，继续进行水平拆分，分为网关层、业务逻辑层、数据访问层、DB/Cache。
那么典型的微服务架构由哪些元素组成的？如下图，包括网关、微服务业务逻辑层（聚合层）、数据访问层（原子层）、数据存储、注册中心、配置中心。网关负责请求接入，聚合层用于各种业务逻辑的处理，数据原子层用做数据访问代理，提供ORM、数据Sharding以及屏蔽底层存储的差异性等功能。
架构设计模式及实践案例
微服务架构模式模式较多，本文重点讲述：链式设计模式、聚合器设计模式、异步消息模式以及数据共享模式。
第一链式设计模式，APP请求首先经过网关层，接下来调用两个微服务1和微服务2。微服务1同步调用微服务2，微服务2处理完毕后反馈给微服务1，微服务1再反馈给Gateway，最后反馈到APP。在实际业务场景中，交易业务场景常会用到链式架构模式。
第二聚合器设计模式， 一个APP请求经过Gateway，到达聚合层，聚合层串行或并行调用三个微服务，将三个微服务的返回结果做聚合处理，比如对结果数据按照时间排序，聚合之后再反馈到Gateway以及APP端。
第三数据共享模式，APP经过微服务网关，接下来调用微服务1和微服务2，假设服务1和维服务2分别是商品查询微服务和商品更新微服务，这两个微服务使用的商品数据是共享的。
第四异步消息设计模式，上述三种架构模式本质都是同步模式。一个APP请求必须等到每个环节都处理完才会得到应答。如果APP请求不需要关注处理结果，可以使用异步来实施。一个APP更新请求经过微服务网关后，请求持久化到消息队列，写入消息队列成功后马上给APP端回应。之后微服务再从消息队列异步消费，从而提高系统整体吞吐量。这类架构对社区等大流量的业务场景适用，但对金融、交易等对数据敏感性高的场景不适用。
我们看一个聚合器设计模式的案例：二手交易平台转转，包括商品、分类搜索、关键词搜索、商品推荐等功能。用户请求经过网关到达聚合层，聚合层根据业务需要调用商品、交易、推荐等微服务原子层，最终在聚合层把各个微服务原子层的结果汇总后返回给APP端。具体如下图所示：
数据最终一致性实践
采用微服务架构后，模块多、数据分散在不同的地方，数据一致性的复杂度增高。在单体架构里可以采用Local Transaction，但是在微服务体系里已不再可行。
我们的业务场景无非是两种：第一种是异步调用，一个请求写入消息队列后，通过异步消费来保证成功，这种模式相对简单。重点讲述同步调用场景下数据的最终一致性。在同步调用场景，不能降低业务系统的吞吐量，因此同步的三阶段提交等方式变的不可行。分布式事务本质上是由多个本地事务组成的一个长事务。因此分布式长事务可以转变成多个本地短事务来实施，一旦某一本地事务操作失败后，分布式事务需要协调失败的本地事务进行回滚或者补偿操作。期望建立一个异步的分布式事务来达到请求调用的最终一致性。业务调用失败后，通过异步方式来补偿业务。第一在正常请求调用前记录业务调用链（调用正常请求的完整参数），第二请求异常时沿调用链反向进行补偿。
基于这个思路，架构设计上的关键点有三，第一是基于补偿机制，第二是记录调用链，第三是业务方需提供幂等补偿接口。如下图右边是聚合器架构设计模式，左边是异步补偿服务。
首先需要在聚合层引入一个Proxy。聚合层Proxy在调用原子层之前，通过代理记录当前调用请求参数。如果业务正常，调用结束后，当前方法的调用记录存档或删除，如果业务异常，查询调用链回滚。
原子层第一是需要提供正常的原子接口，其次是需要提供幂等补偿接口。
分布式事务关键是两上述两张表，第一事务组表，假设A->B->C三个请求构成一个分布式事务，首先针对分布式事务A->B->C生成一个事务ID，并且记录这个分布式事务的状态，初始为“开始状态”。第二事务调用组表，记录事务组内的每一次业务请求调用的请求上下文参数，在每一步调用原子层之前记录相应请求参数。第三，业务请求执行失败后把“开始状态”变为“失败状态”，业务请求执行成功后，把“开始状态“变为“成功状态”。上图中左边的补偿逻辑，会不断地扫描事务组表，确定是否有事务状态为失败的，一旦事务状态为“失败状态”，分布式事务就执行异步补偿服务。
如果分布式事务自身执行失败了，系统会记录错误日志，通过短信等方式报警出来，人工介入处理。
个人简介
孙玄转转基础架构负责人，前58集团技术委员会主席，“架构之美”公众号作者。