随着领域驱动设计（DDD，Domain Driven Design）、持续交付、云计算、小型自治团队、大型集群系统等实践的发展与流行，微服务架构（MSA，Microservices Architecture）也应运而生。在数字化转型时代，许多组织为了提升业务敏捷性（Business Agility），发现MSA或许是帮助自己更快地交付软件的强大武器，因为MSA有望在灵活的变更交付、技术灵活性、更精准的弹性等方面带来益处。

然而企业却很快发现，单纯将MSA视为灵活的架构模式，往往难以保障MSA的成功实施。因而，若要成功实施MSA，除了改变软件交付物的结构化方式，企业必须在以下方面进行改变：

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  • 应用开发、交付与运维的组织方式

  •  维持流动性同时确保质量与弹性的流程

  •  微服务相关模式与实践所必需的新工具与平台

那么，企业到底应该如何实施MSA才能提升成功率呢？有没有一种指导性框架为MSA实施保驾护航呢？在探讨此问题之前，也许明确一下MSA的适用场景更为紧要。在《人月神话》中，Fred Brooks曾指出“软件没有银弹”。此论断对于MSA仍然适用。企业不应该将MSA视为软件交付的银弹。从严格意义上来讲，MSA的优势在于帮助企业解决软件领域的复杂问题（Complex Problem）。一般来讲，复杂问题具有以下几个特征：（1）没有足够的数据进行决策；（2）必须进行探索；（3）需要浮现式设计与实践；（4）面向行动的方法。关于复杂问题的详细阐述，可以参考Cynephin框架（https://www.mindtools.com/pages/article/cynefin-framework.htm）。当然，在企业面对复杂问题或者系统时，如果同时需要频繁部署来快速响应市场需求、需要高可用以及快速弹性神作，MSA将成为优先选项。

基于MSA的适用场景，并结合诸多企业实施MSA的实践，形成了如下图所示的实施指导框架，称之为“3PSD”。

图 MSA实施指导框架3PSD

从上图中，可以自然而然地看出流程（Process）、人员（People）、平台（Platform）、服务（Service）、数据（Data）之间相互影响：

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  •  从流程来讲：流程需要平台自动化、流程驱动自治团队、流程优化驱动服务的范畴界定；

  •  从人员来讲：人员文化支持流程优化，人员技能影响平台选择；

  •  从平台来讲：平台能力支持流程执行、人员角色、约束服务，平台持久化与移动数据；

  •  从服务来讲：服务的定义驱动平台需求、人员组织、数据组织；

  •  从数据来讲：数据的组织驱动服务的范畴界定，数据需求驱动平台需求。

因此，对于实施MSA的软件系统来讲，流程、人员、平台、服务、数据很难一步到位，采用迭代方式成为一种必然选择。当然，MSA的实施难以有明显的最终状态，因为随着迭代深入，实施框架中的5个方面发生变化的概率非常大。

在实施MSA之前，企业组织确定了适应的场景后，应该开展准备工作，评估组织的就绪程度。简单来讲，企业可以从以下几方面进行评估：

1.     真正敏捷；敏捷开发流程与实践；

2.     自动化程度：构建、测试、部署等；

3.     工程师文化：规划交付，并准备好试验与演进；

4.     践行DevOps；持续交付等；

5.     产品思维；

经过评估认为实施MSA已就绪后，企业应该确认商业干系人需要快速、可靠、灵活的功能交付与变更带来的价值。这样，企业就可以按照指导框架在流程、人员、平台、服务、数据等方面开展相关工作。

1      优化流程

开发与运维流程通常是MSA交付中最为关键并且最容易被忽略的部分。MSA需要非常高水平的开发与运维流程的成熟度与自动化。目前来看，DevOps的原则、文化与实践对于MSA的成功至关重要。企业组织应该从以下方面优化流程：

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  • 持续集成/持续交付：利用流水线实现微服务并行独立部署

  • 流程自动化：构建、测试、部署、环境等环境自动化能力

  • DevOps反馈环：在交付流程中增强反馈，随时掌握服务状态、健康度，行为等

  • 发布方式与计划：每个独立的微服务可以独立、按需发布，来满足快速的需要；

  • 优化测试与QA流程：采用TDD/BDD、集成测试等测试左移（Shift-left testing）与金丝雀测试、A/B测试、在线巡检等测试右移（Shift-right testing）相结合

  • 解决自治与分布服务引发的治理诉求：服务的SLA定义，服务下线等等；

2      提升人员与技能

通过MSA实现敏捷性非常依赖小型的自治团队。此团队应该与业务服务领域对齐，而不是技术领域。此组织结构与敏捷开发中的特性团队或者组件团队类似。关于组织结构，可以参考“DevOps组织如何选取拓扑结构以提升协作效能”。对于人员与技能，建议在以下在以下方面进行提升：

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  • 平衡自治与责任

  • 敏捷与DevOps文化相关的原则

  • 面向服务的工程师文化

  • 现代开发范式与概念：例如DDD、事件驱动架构、浮现式架构等；

  • 更广泛的技术技能：例如T-shaped；

  • 拥有质量意识：例如单元测试、测试自动化等；

3      构建技术平台

对于实施MAS的企业来讲，不单单需要敏捷与DevOps流程、良好组织与技能丰富的人员，更需要技术平台来管理日益增加的复杂性。

图 MSA技术平台全景

如上图所示，MSA平台不应被过度简化为容器化，MSA平台包含了外部网关、Service Mesh、遥测与监控、CI/CD自动化等部件。关于MSA平台的选择可以分为2类：一类为云服务提供商平台，一类为部署在自行管理基础设施上的云原生应用平台。对于第一类平台，企业可以选择华为云相关服务，例如DevCloud（）提供了端到端DevOps平台能力，可以有效支持CI/CD自动化；ServiceStage提供面向企业的云原生应用管理服务。

4      定义服务

在MSA中，模块化的主要单元是服务本身，主要包括：（1）功能集合与访问功能的接口；（2）实现的边界与部署单元。企业可以应用DDD与限定上下文来划定微服务，并在灵活性、复杂性与性能之间进行权限，使微服务满足以下特征：

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  •  松耦合

  •  高内聚

  •  采用公开标准暴露接口

  •  实现单一职能

  •  拥有管理的数据

  •  独立部署

  •  独立伸缩

  •  将发布的API与微服务实现解耦

5      解耦数据

为了提高敏捷度以及服务间的独立性，企业必须对服务的数据进行解耦。数据解耦可以参考以下原则进行：

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  • 数据必须被一个也只能被一个微服务管理（创建、更新与删除）

  • 数据只能通过管理此数据的微服务提供的接口访问

  • 严格禁止不同服务拥有的数据之间的数据库强制型关系（例如引用完整性）

  • 需要平衡数据解耦带来复杂性与敏捷性

  • 可以通过API契约进行数据关系建模

对于任何企业，MSA的实施都不能一蹴而就。企业在实施MSA的过程中应该避免教条主义、理想化、低估必需的投资、边学习新流程边变更架构、担忧失败等风险与陷阱。企业可以在MSA实施指导框架的指引下，进一步建立MSA的战略目标、原则、实践、工具平台视图，以更好地指导MSA落地。

图 MSA战略目标-原则-实践-平台工具视图

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