前言

微服務發(fā)展至今，因其高內聚、低耦合等特性，以及諸多開源方案帶來的開放性，已成為提升架構效率的最佳實踐之一。當一項技術或一個框架成為事實標準之后，我們會把更多的注意力聚焦在運維效率和應用可用性的持續(xù)提升上。相信下面這些場景大家或多或少都遇到過。

場景一：當業(yè)務達到一定的規(guī)模之后，微服務的數(shù)量和單個微服務實例的數(shù)就會變的很多，從而導致微服務注冊中心需要管理很多服務地址，同時還需要給所有的上下游提供服務注冊和服務發(fā)現(xiàn)的能力。

場景二：發(fā)布是天大的事情，每一次的發(fā)布，都會出現(xiàn)執(zhí)行到一半的請求中斷掉，上游繼續(xù)調用已經下線的節(jié)點導致報錯的現(xiàn)象。發(fā)布時收到各種報錯，同時還影響用戶的體驗，發(fā)布后又需要修復執(zhí)行到一半的臟數(shù)據(jù)。
上述場景還是在新版本沒有任何問題的情況下，如果新版本有問題，則會導致大量業(yè)務直接請求到有問題的新版本，輕則修復數(shù)據(jù)，重則嚴重影響用戶體驗，甚至產生資損。最后不得不每次發(fā)版都安排在凌晨兩三點發(fā)布，心驚膽顫，睡眠不足，苦不可言。

場景三：大半夜某個服務節(jié)點出現(xiàn)異常，上游仍舊不斷地調用，出現(xiàn)很多異常和各種報警短信。被報警吵醒后，想直接在線上修復，有點難，想保留現(xiàn)場又害怕拖垮整個應用，只好先重啟為上。
但是這只是治標不治本的方式，因為很難復現(xiàn)從而無法有效定位，可能明天又被吵醒，繼續(xù)重啟。上述場景還是建立在報警系統(tǒng)比較完善的情況下，如果沒有完善的報警系統(tǒng)，嚴重情況可能整個業(yè)務系統(tǒng)都被單機異常拖垮。

場景四：公司業(yè)務壯大了，部門組織變復雜后，微服務模塊越來越多。我不清楚發(fā)布的服務到底被誰調用了，所以我不知道能否安全地下線一個服務。我這個應用的這個接口是個敏感接口，我只希望得到我授權的應用才能調用，而不是直接從服務注冊中心得到我的地址就能直接調用，但是目前好像還做不到。
面對以上這些場景，可以通過投入更多的開發(fā)和運維資源來解決，但對于大部分希望專注于業(yè)務開發(fā)的企業(yè)來說，如果能有一款適合企業(yè)自身需求，支持組件化的商業(yè)化產品，將會是更好的選擇。

接下來，我們就來詳細剖析下阿里云微服務MSE是如何解決以上問題的。

一、注冊和配置中心托管

相比基于Zookeeper/Nacos/Eureka來自建注冊中心，MSE 提供了以下這些差異化競爭力。

二、如何降低應用發(fā)布出錯率

什么是無損下線

傳統(tǒng)的發(fā)布流程中，服務提供者停止再啟動，服務消費者感知到服務提供者節(jié)點停止的流程如下：

1、服務發(fā)布前，消費者根據(jù)負載均衡規(guī)則調用服務提供者，業(yè)務正常。
2、服務提供者 B 需要發(fā)布新版本，先對其中的一個節(jié)點進行操作，首先是停止 Java 進程。
3、服務停止過程，又分為主動注銷和被動注銷，主動注銷是準實時的，被動注銷的時間由不同的注冊中心決定，最差的情況會需要 1 分鐘。

如果應用是正常停止，Spring Cloud 和 Dubbo 框架的 Shutdown Hook 能正常被執(zhí)行，這一步的耗時可以忽略不計。

如果應用是非正常停止，比如直接使用 kill -9 停止，或者 Docker 鏡像構建的時候 Java 應用不是 1 號進程且沒有把 kill 信號傳遞給應用。那么服務提供者不會主動去注銷服務節(jié)點，而是在超過一段時間后由于心跳超時而被動地被注冊中心摘除。

4、服務注冊中心通知消費者，其中的一個服務提供者節(jié)點已下線。包含推送和輪詢兩種方式，推送可以認為是準實時的，輪詢的耗時由服務消費者輪詢間隔決定，最差的情況下需要 1 分鐘。

5、服務消費者刷新服務列表，感知到服務提供者已經下線了一個節(jié)點，這一步對于 Dubbo 框架來說不存在，但是 Spring Cloud 的負載均衡組件 Ribbon 默認的刷新時間是 30 秒 ，最差情況下需要耗時 30 秒。

6、服務消費者不再調用已經下線的節(jié)點。
從第 2 步到第 6 步的過程中，Eureka 在最差的情況下需要耗時 2 分鐘，Nacos 在最差的情況下需要耗時 50 秒。在這段時間內，請求都有可能出現(xiàn)問題，所以發(fā)布時會出現(xiàn)各種報錯，同時還影響用戶的體驗，發(fā)布后又需要修復執(zhí)行到一半的臟數(shù)據(jù)。最后不得不每次發(fā)版都安排在凌晨兩三點發(fā)布，心驚膽顫，睡眠不足，苦不可言。

MSE提供的無損下線功能會自動在發(fā)布新版本的時候做如下的增強，我們主要關注綠色部分的信息：

1、應用在發(fā)布前主動向注冊中心注銷應用，并將應用標記為已下線的狀態(tài)。
2、在接收到服務消費者請求時，首先會正常處理本次調用，并通知服務消費者此節(jié)點已下線，服務消費者會立即從調用列表刪除此節(jié)點。
3、在這之后，服務消費者不再調用已經下線的節(jié)點。

MSE的無損下線功能，將原來的從原來的 停止進程階段 注銷服務變成了 prestop 階段注銷服務，將原來的依賴于 注冊中心推送，做到了服務提供者直接通知消費者從調用列表中摘除自己。使得下線感知的時間大大減短，從原來的分鐘級別做到準實時，確保您的應用在下線時能做到業(yè)務無損。

金絲雀發(fā)布再加一重保障

在普通的新版本發(fā)布場景中，默認情況下請求到各個節(jié)點的流量是均勻分布的。

假設服務提供者有 4 臺，只要某個節(jié)點一發(fā)布新版本，就會有 25% 的流量打到新版本。如果新版本存在問題，就會影響線上 25% 的流量，輕則修復數(shù)據(jù)，重則嚴重影響用戶體驗，甚至產生資損。

MSE提供的金絲雀發(fā)布功能，支持用戶在發(fā)布新版本之前就提前配置好金絲雀規(guī)則，使得只有符合流量特征的流量會調用到新版本，從而可以精準地控制調用到新版本的流量，進行新版本驗證。

在發(fā)布一個新版本的應用的時候，通過一個新的 Deployment 來發(fā)布，并在 Deployment 中填寫相應的版本號

新版本啟動之后，默認沒有流量，需要在 MSE 控制臺配置流量規(guī)則才有流量進來，可以基于流量百分比進行配置，也可以按照流量特征進行配置。

配置完成后，Agent 會自動將路由規(guī)則推送到服務消費者端，服務消費者會去根據(jù)配置好的規(guī)則選擇去調用新版本或者舊版本。

比如這里我們配置 user-id 對 100 取模為 20 的會去新版本，那么 user-id=120 的這個流量就會去新版本。

三、如何避免半夜醒來重啟機器

開源框架有可能被單點異常拖垮整個應用系統(tǒng)

在微服務架構中，當服務提供者的應用實例出現(xiàn)異常時，服務消費者無法及時感知，會影響服務的正常調用，進而影響消費者的服務性能甚至可用性。

在上圖的示例場景中，系統(tǒng)包含 4 個應用，A、B、C 和 D，其中應用 A 會分別調用應用 B、C 和 D。當應用 B、C 或 D 的某些實例異常時（如圖中應用 B、C 和 D 標識的各有 1個和 2 個異常實例），如果應用 A 無法感知，會導致部分調用失敗；如果業(yè)務代碼寫的不夠優(yōu)雅，有可能影響應用 A 的性能甚至整個系統(tǒng)的可用性。

離群實例摘除給業(yè)務系統(tǒng)的穩(wěn)定性加把鎖

為了保護應用的服務性能和可用性，MSE支持檢測應用實例的可用性并進行動態(tài)調整，以保證服務成功調用，從而提升業(yè)務的穩(wěn)定性和服務質量。

如下圖所示，您可以在控制臺上對應用 A 進行如下配置，從而保證 A 應用的穩(wěn)定性。

1、 異常類型，網絡異常指的是 IOException，業(yè)務異常在 Spring Cloud 框架中指的是返回值 http 狀態(tài)碼 為 500 ，Dubbo 框架中指的是返回值中包含 Exception。
2、 QPS 下限，為了避免調用次數(shù)太少，隨機性較大從而影響判斷的準確性，您可以設置 QPS 的下限，只有 QPS 達到一定值后才進行離群摘除判斷。默認為 1 ，可以配置成 0。
3、 錯誤率下限，如果某臺服務提供者返回值中，錯誤的比例超過了配置的這個值，會被判定成需要被摘除。
4、 摘除實例比例上限，為了避免摘除過多的機器節(jié)點，導致剩余的節(jié)點數(shù)流量過載，需要配置一個摘除比例的上限，建議不超過 50%。
5、 恢復檢測單位時間，離群節(jié)點被摘除的動作是暫時性的，經過單位時間后，消費者側會對此節(jié)點進行檢測。如果節(jié)點已經恢復，會將其放回到節(jié)點中。如果節(jié)點持續(xù)被摘除，那么它被摘除的時間會線性增加到最大值。

基于離群實例摘除功能，您不會因為單機異常在半夜醒來重啟機器，先安心地睡一覺吧，反正業(yè)務也不會受影響。醒來之后機器現(xiàn)場也還在，是拿著保留的現(xiàn)場進行分析，還是直接重啟，任君選擇。

四、如何做到對自己的服務胸有成竹

服務查詢一目了然

我們熟知的 zookeeper 組件并沒有服務查詢界面，Eureka 和 Nacos 這兩個注冊中心，雖然提供了網頁版的控制臺，但是在控制臺上只能查詢到服務的 IP 和 port 等基本的信息。

MSE用戶在使用服務查詢時，不僅能夠查詢到應用注冊了哪些服務，對應的 IP 和 port 是什么，還能查詢到服務包含的具體方法和參數(shù)類型，以及直觀地看到服務被其他應用和節(jié)點的訂閱情況。

即使部門組織再復雜、微服務模塊再多，您也可以清晰地查詢出服務的被調用情況，做到心中有數(shù)，在梳理服務依賴以及評估影響面的時候可以做到胸有成竹。

精準地控制服務調用的權限

業(yè)務發(fā)展后，服務還會遇到權限控制的需求。比如優(yōu)惠券部門的某個應用，同時包含了優(yōu)惠券查詢接口 和優(yōu)惠券發(fā)放接口。對于優(yōu)惠券查詢接口來說，默認公司內部的所有應用都有權限調用的；但優(yōu)惠券發(fā)放接口只有客服和運營部門的某些應用才有權限調用。

如下圖所示，MSE用戶可以對自己的服務進行權限管理，這里以 Dubbo 為例，下圖中配置表明，應用 cartservice 發(fā)布的 com.alibabacloud.hipstershop.CartService 服務的 addItemToCart 的方法，只允許 frontend 這個應用調用。

除了支持對指定的接口添加鑒權規(guī)則之外，服務鑒權也支持對整個應用添加鑒權規(guī)則，還支持根據(jù)調用方 IP 進行鑒權。

精準的權限管理，可以讓你更好地管理微服務調用的權限，保證業(yè)務的合規(guī)性，保障數(shù)據(jù)的安全。

結語

MSE 以組件化的方式來提供微服務能力，客戶既能對應用實現(xiàn)自主可控，還能低門檻的接入注冊中心和配置中心的托管，以及高階的微服務治理能力。據(jù)悉，Spring Cloud 和Dubbo近5年的開源版本，均可0代碼修改就能接入MSE。

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總結

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