软件架构之架构风格

软件架构之架构风格

• • [9.3 软件架构风格](#9.3 软件架构风格)
  • • [9.3.1 软件架构风格分类](#9.3.1 软件架构风格分类)
    • [9.3.2 数据流风格](#9.3.2 数据流风格)
    • [9.3.3 调用/返回风格](#9.3.3 调用/返回风格)
    • [9.3.4 独立构件风格](#9.3.4 独立构件风格)
    • [9.3.5 虚拟机风格](#9.3.5 虚拟机风格)
    • [9.3.6 仓库风格](#9.3.6 仓库风格)
  • [9.4 层次系统架构风格](#9.4 层次系统架构风格)
  • • [9.4.1 二层及三层 C/S 架构风格](#9.4.1 二层及三层 C/S 架构风格)
    • [9.4.2 B/S 架构风格](#9.4.2 B/S 架构风格)
    • [9.4.3 MVC 架构风格](#9.4.3 MVC 架构风格)
    • [9.4.4 MVP 架构风格](#9.4.4 MVP 架构风格)
  • [9.5 面向服务的架构](#9.5 面向服务的架构)
  • • [9.5.1 SOA 概述](#9.5.1 SOA 概述)
    • [9.5.2 SOA 的关键技术](#9.5.2 SOA 的关键技术)
    • [9.5.3 SOA 的实现方法](#9.5.3 SOA 的实现方法)
    • [9.5.4 微服务](#9.5.4 微服务)

9.3 软件架构风格

软件架构设计的一个核心问题是能否使用重复的软件架构模式，即能否达到架构级别的软件重用。也就是说，能否在不同的软件系统中，使用同一架构。基于这个目的，学者们开始研究和实践软件架构的风格和类型问题。

软件架构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式（idiomatic paradigm）。架构风格定义了一个系统家族，即一个架构定义一个词汇表和一组约束。词汇表中包含一些构件和连接件类型，而这组约束指出系统是如何将这些构件和连接件组合起来的。架构风格反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一个完整的系统。按这种方式理解，软件架构风格定义了用于描述系统的术语表和一组指导构建系统的规则。

对软件架构风格的研究和实践促进了对设计的重用，一些经过实践证实的解决方案也可以可靠地用于解决新的问题。架构风格不变的部分使不同的系统可以共享同一个实现代码。只要系统是使用常用的、规范的方法来组织，就可使别的设计者很容易地理解系统的架构。

例如，如果某人把系统描述为客户/服务器模式，则不必给出设计细节，我们立刻就会明白系统是如何组织和工作的。软件架构风格为大粒度的软件重用提供了可能。然而，对于应用架构风格来说，由于视点的不同，系统设计师有很大的选择余地。要为系统选择或设计某一个架构风格，必须根据特定项目的具体特点，进行分析比较后再确定，架构风格的使用几乎完全是特定的。

9.3.1 软件架构风格分类

讨论架构风格时要回答的问题是：

（1）设计词汇表是什么？

（2）构件和连接件的类型是什么？

（3）可容许的结构模式是什么？

（4）基本的计算模型是什么？

（5）风格的基本不变性是什么？

（6）其使用的常见例子是什么？

（7）使用此风格的优缺点是什么？

（8）其常见的特例是什么？

这些问题的回答包括了架构风格的最关键的四要素内容，即提供一个词汇表、定义一套配置规则、定义一套语义解释原则和定义对基于这种风格的系统所进行的分析。Garlan 和Shaw 根据此框架给出了通用架构风格的分类：

（1）数据流风格：批处理序列；管道/过滤器。

（2）调用/返回风格：主程序/子程序；面向对象风格；层次结构。

（3）独立构件风格：进程通信；事件系统。

（4）虚拟机风格：解释器；基于规则的系统。

（5）仓库风格：数据库系统；超文本系统；黑板系统。

9.3.2 数据流风格

数据流风格的软件架构是一种最常见，结构最为简单的软件架构。这样的架构下，所有的数据按照流的形式在执行过程中前进，不存在结构的反复和重构，就像工厂中的汽车流水线一样，数据就像汽车零部件一样在流水线的各个节点上被加工，最终输出所需要的结果（一部完整的汽车）。在流动过程中，数据经过序列间的数据处理组件进行处理，然后将处理结果向后传送，最后进行输出。

数据流风格架构主要包括两种具体的架构风格：批处理序列和管道-过滤器。

1. 批处理序列
   批处理风格的每一步处理都是独立的，并且每一步是顺序执行的。只有当前一步处理完，后一步处理才能开始。数据传送在步与步之间作为一个整体。（组件为一系列固定顺序的计算单元，组件间只通过数据传递交互。每个处理步骤是一个独立的程序，每一步必须在前一步结束后才能开始，数据必须是完整的，以整体的方式传递）批处理的典型应用：

（1）经典数据处理；

（2）程序开发；

（3）Windows 下的 BAT 程序就是这种应用的典型实例。

2. 管道和过滤器
   在管道/过滤器风格的软件架构中，每个构件都有一组输入和输出，构件读输入的数据流，经过内部处理，然后产生输出数据流。这个过程通常通过对输入流的变换及增量计算来完成，所以在输入被完全消费之前，输出便产生了。因此，这里的构件被称为过滤器，这种风格的连接件就像是数据流传输的管道，将一个过滤器的输出传到另一过滤器的输入。

此风格特别重要的过滤器必须是独立的实体，它不能与其他的过滤器共享数据，而且一个过滤器不知道它上游和下游的标识。一个管道/过滤器网络输出的正确性并不依赖于过滤器进行增量计算过程的顺序。

图 9-5 是管道/过滤器风格的示意图。一个典型的管道/过滤器架构的例子是以 UNIX shell 编写的程序。UNIX 既提供一种符号，以连接各组成部分（UNIX 的进程），又提供某种进程运行时机制以实现管道。另一个著名的例子是传统的编译器。传统的编译器一直被认为是一种管道系统，在该系统中，一个阶段（包括词法分析、语法分析、语义分析和代码生成）的输出是另一个阶段的输入。

管道/过滤器风格的软件架构具有许多很好的特点：

（1）使得软构件具有良好的隐蔽性和高内聚、低耦合的特点；

（2）允许设计者将整个系统的输入/输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成；

（3）支持软件重用。只要提供适合在两个过滤器之间传送的数据，任何两个过滤器都可被连接起来；

（4）系统维护和增强系统性能简单。新的过滤器可以添加到现有系统中来；旧的可以被改进的过滤器替换掉；

（5）允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析；

（6）支持并行执行。每个过滤器是作为一个单独的任务完成，因此可与其他任务并行执行。

但是，这样的系统也存在着若干不利因素。

（1）通常导致进程成为批处理的结构。这是因为虽然过滤器可增量式地处理数据，但它们是独立的，所以设计者必须将每个过滤器看成一个完整的从输入到输出的转换；

（2）不适合处理交互的应用。当需要增量地显示改变时，这个问题尤为严重；

（3）因为在数据传输上没有通用的标准，每个过滤器都增加了解析和合成数据的工作，这样就导致了系统性能下降，并增加了编写过滤器的复杂性。

3. 批处理序列风格与管道过滤器风格对比

• 共同点：把任务分成一系列固定顺序的计算单元（组件）。组件间只通过数据传递交互。
• 区别：批处理是全部的、高潜伏性的，输入时可随机存取，无合作性、无交互性。而管道过滤器是递增的，数据结果延迟小，输入时处理局部化，有反馈、可交互。批处理强调数据传送在步与步之间作为一个整体，而管理过滤器无此要求。

9.3.3 调用/返回风格

调用返回风格顾名思义，就是指在系统中采用了调用与返回机制。利用调用-返回实际上是一种分而治之的策略，其主要思想是将一个复杂的大系统分解为一些子系统，以便降低复杂度，并且增加可修改性。程序从其执行起点开始执行该构件的代码，程序执行结束，将控制返回给程序调用构件。

调用/返回风格架构主要包括三种具体的架构风格：主程序/子程序；面向对象风格；层次结构。

1. 主程序/子程序

   主程序/子程序风格是结构化开发时期的经典架构风格。这种风格一般采用单线程控制，把问题划分为若干处理步骤，构件即为主程序和子程序。子程序通常可合成为模块。过程调用作为交互机制，即充当连接件。调用关系具有层次性，其语义逻辑表现为子程序的正确性，取决于它调用的子程序的正确性。

2. 面向对象风格

   抽象数据类型概念对软件系统有着重要作用，目前软件界已普遍使用面向对象系统。这种风格建立在数据抽象和面向对象的基础上，数据的表示方法和它们的相应操作封装在一个抽象数据类型或对象中。这种风格的构件是对象，或者说是抽象数据类型的实例。对象是一种被称作管理者的构件，因为它负责保持资源的完整性。对象是通过函数和过程的调用来交互的。

   图 9-6 是数据抽象和面向对象风格的示意图。

这种风格的两个重要特征为：

（1）对象负责维护其表示的完整性；

（2）对象的表示对其他对象而言是隐蔽的。因为一个对象对它的客户隐藏了自己的表示，所以这些对象可以不影响它的客户就能改变其实现方法。面向对象的系统有许多优点，并早已为人所知：

（1）因为对象对其他对象隐藏它的表示，所以可以改变一个对象的表示，而不影响其他的对象；

（2）设计者可将一些数据存取操作的问题分解成一些交互的代理程序的集合。 但是，面向对象的系统也存在着某些问题：

（1）为了使一个对象和另一个对象通过过程调用等进行交互，必须知道对象的标识。只要一个对象的标识改变了，就必须修改所有其他明确调用它的对象；

（2）必须修改所有显式调用它的其他对象，并消除由此带来的一些副作用。例如，如果 A 使用了对象 B，C 也使用了对象 B，那么，C 对 B 的使用所造成的对 A 的影响可能是料想不到的。

2. 层次结构风格
   层次系统组织成一个层次结构，每一层为上层服务，并作为下层客户。在一些层次系统中，除了一些精心挑选的输出函数外，内部的层只对相邻的层可见。这样的系统中构件在一些层实现了虚拟机（在另一些层次系统中层是部分不透明的）。连接件通过决定层间如何交互的协议来定义，拓扑约束包括对相邻层间交互的约束。这种风格支持基于可增加抽象层的设计。这样，允许将一个复杂问题分解成一个增量步骤序列的实现。由于每一层最多只影响两层，同时只要给相邻层提供相同的接口，允许每层用不同的方法实现，同样为软件重用提供了强大的支持。

图 9-7 是层次系统风格的示意图。层次系统最广泛的应用是分层通信协议。在这一应用领域中，每一层提供一个抽象的功能，作为上层通信的基础。较低的层次定义低层的交互，最低层通常只定义硬件物理连接。

层次系统有许多可取的属性：

（1）支持基于抽象程度递增的系统设计，使设计者可以把一个复杂系统按递增的步骤进行分解；

（2）支持功能增强，因为每一层至多和相邻的上下层交互，因此功能的改变最多影响相邻的上下层；

（3）支持重用。只要提供的服务接口定义不变，同一层的不同实现可以交换使用。这样，就可以定义一组标准的接口，而允许各种不同的实现方法。

但是，层次系统也有其不足之处：

（1）并不是每个系统都可以很容易地划分为分层的模式，甚至即使一个系统的逻辑结构是层次化的，出于对系统性能的考虑，系统设计师不得不把一些低级或高级的功能综合起来；

（2）很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。

9.3.4 独立构件风格

独立构件风格主要强调系统中的每个构件都是相对独立的个体，它们之间不直接通信，以降低耦合度，提升灵活性。独立构件风格主要包括：进程通讯和事件系统子风格。

1. 进程通信架构风格进程通信架构风格：构件是独立的过程，连接件是消息传递。这种风格的特点是构件通常是命名过程，消息传递的方式可以是点到点、异步和同步方式及远过程调用等。

2 事件系统风格基于事件的隐式调用风格的思想是构件不直接调用一个过程，而是触发或广播一个或多个事件。系统中的其他构件中的过程在一个或多个事件中注册，当一个事件被触发，系统自动调用在这个事件中注册的所有过程，这样，一个事件的触发就导致了另一模块中的过程的调用。

从架构上说，这种风格的构件是一些模块，这些模块既可以是一些过程，又可以是一些事件的集合。过程可以用通用的方式调用，也可以在系统事件中注册一些过程，当发生这些事件时，过程被调用。

基于事件的隐式调用风格的主要特点是事件的触发者并不知道哪些构件会被这些事件影响。这样不能假定构件的处理顺序，甚至不知道哪些过程会被调用，因此，许多隐式调用的系统也包含显式调用作为构件交互的补充形式。

支持基于事件的隐式调用的应用系统很多。例如，在编程环境中用于集成各种工具，在数据库管理系统中确保数据的一致性约束，在用户界面系统中管理数据，以及在编辑器中支持语法检查。例如在某系统中，编辑器和变量监视器可以登记相应 Debugger 的断点事件。

当 Debugger 在断点处停下时，它声明该事件，由系统自动调用处理程序，如编辑程序可以卷屏到断点，变量监视器刷新变量数值。而 Debugger 本身只声明事件，并不关心哪些过程会启动，也不关心这些过程做什么处理。

隐式调用系统的主要优点有：

（1）为软件重用提供了强大的支持。当需要将一个构件加入现存系统中时，只需将它注册到系统的事件中。

（2）为改进系统带来了方便。当用一个构件代替另一个构件时，不会影响到其他构件的接口。

隐式调用系统的主要缺点有：

（1）构件放弃了对系统计算的控制。一个构件触发一个事件时，不能确定其他构件是否会响应它。而且即使它知道事件注册了哪些构件的过程，它也不能保证这些过程被调用的顺序。

（2）数据交换的问题。有时数据可被一个事件传递，但另一些情况下，基于事件的系统必须依靠一个共享的仓库进行交互。在这些情况下，全局性能和资源管理便成了问题。

（3）既然过程的语义必须依赖于被触发事件的上下文约束，关于正确性的推理存在问题。

9.3.5 虚拟机风格

虚拟机风格的基本思想是人为构建一个运行环境，在这个环境之上，可以解析与运行自定义的一些语言，这样来增加架构的灵活性，虚拟机风格主要包括解释器和规则为中心两种架构风格。

1.解释器

一个解释器通常包括完成解释工作的解释引擎，一个包含将被解释的代码的存储区，一个记录解释引擎当前工作状态的数据结构，以及一个记录源代码被解释执行进度的数据结构。

具有解释器风格的软件中含有一个虚拟机，可以仿真硬件的执行过程和一些关键应用。解释器通常被用来建立一种虚拟机以弥合程序语义与硬件语义之间的差异。其缺点是执行效率较低。典型的例子是专家系统。

2. 规则为中心
   基于规则的系统包括规则集、规则解释器、规则/数据选择器及工作内存。

9.3.6 仓库风格

在仓库（repository）风格中，有两种不同的构件：中央数据结构说明当前状态，独立构件在中央数据存储上执行，仓库与外构件间的相互作用在系统中会有大的变化。

仓库风格包括的子风格有：数据库系统、超文本系统、黑板风格。

数据库架构是库风格最常见的形式。构件主要有两大类，一个是中央共享数据源，保存当前系统的数据状态；另一个是多个独立处理元素，处理元素对数据元素进行操作。而超文本系统的典型代表，就是早期的静态网页。三种架构子风格中，最复杂的是黑板系统。

黑板系统是在抽象与总结语言理解系统 HEARSAY-11 的基础上产生的，适合于解决复杂的非结构化的问题，能在求解过程中综合运用多种不同知识源，使得问题的表达、组织和求解变得比较容易。黑板系统是一种问题求解模型，是组织推理步骤、控制状态数据和问题求解之领域知识的概念框架。它将问题的解空间组织成一个或多个应用相关的分级结构。分级结构的每一层信息由一个唯一的词汇来描述，它代表了问题的部分解。领域相关的知识被分成独立的知识模块，它将某一层次中的信息转换成同层或相邻层的信息。各种应用通过不同知识表达方法、推理框架和控制机制的组合来实现。影响黑板系统设计的最大因素是应用问题本身的特性，但是支撑应用程序的黑板体系结构有许多相似的特征和构件。对于特定应用问题，黑板系统可通过选取各种黑板、知识源和控制模块的构件来设计；

也可以利用预先定制的黑板体系结构的编程环境。图 9-8 是黑板系统的组成。黑板系统的传统应用是信号处理领域，如语音和模式识别。另一应用是松耦合代理数据共享存取。

我们从图 9-8 中可以看出，黑板系统主要由三部分组成：

（1）知识源。知识源中包含独立的、与应用程序相关的知识，知识源之间不直接进行通信，它们之间的交互只通过黑板来完成。

（2）黑板数据结构。黑板数据是按照与应用程序相关的层次来组织的解决问题的数据，知识源通过不断地改变黑板数据来解决问题。

（3）控制。控制完全由黑板的状态驱动，黑板状态的改变决定使用的特定知识。

9.4 层次系统架构风格

本章 9.3.3 节中已对层次系统架构风格进行了初步的介绍，下面将对几种经典的层次风格进行详细说明。

9.4.1 二层及三层 C/S 架构风格

C/S 架构是基于资源不对等，且为实现共享而提出来的，是 20 世纪 90 年代成熟起来的技术，C/S 结构将应用一分为二，服务器（后台）负责数据管理，客户机（前台）完成与用户的交互任务。

C/S 软件架构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人们理解和接受。但随着企业规模的日益扩大，软件的复杂程度不断提高，传统的二层 C/S 结构存在以下几个局限：

二层 C/S 结构为单一服务器且以局域网为中心，所以难以扩展至大型企业广域网或 Internet；软、硬件的组合及集成能力有限；

服务器的负荷太重，难以管理大量的客户机，系统的性能容易变坏；

数据安全性不好。因为客户端程序可以直接访问数据库服务器，那么，在客户端计算机上的其他程序也可想办法访问数据库服务器，从而使数据库的安全性受到威胁。

正是因为二层 C/S 有这么多缺点，因此，三层 C/S 结构应运而生。三层 C/S 结构是将应用功能分成表示层、功能层和数据层三个部分，如图 9-9 所示。

表示层是应用的用户接口部分，它担负着用户与应用间的对话功能。它用于检查用户从键盘等输入的数据，并显示应用输出的数据。在变更用户接口时，只需改写显示控制和数据检查程序，而不影响其他两层。检查的内容也只限于数据的形式和取值的范围，不包括有关业务本身的处理逻辑。

功能层相当于应用的本体，它是将具体的业务处理逻辑编入程序中。而处理所需的数据则要从表示层或数据层取得。表示层和功能层之间的数据交往要尽可能简洁。数据层就是数据库管理系统，负责管理对数据库数据的读写。数据库管理系统必须能迅速执行大量数据的更新和检索。因此，一般从功能层传送到数据层的要求大都使用 SQL 语言。

三层 C/S 的解决方案是：对这三层进行明确分割，并在逻辑上使其独立。原来的数据层作为数据库管理系统已经独立出来，所以，关键是要将表示层和功能层分离成各自独立的程序，并且还要使这两层间的接口简洁明了。

一般情况是只将表示层配置在客户机中，如果将功能层也放在客户机中，与二层 C/S 结构相比，其程序的可维护性要好得多，但是其他问题并未得到解决。客户机的负荷太重，其业务处理所需的数据要从服务器传给客户机，所以系统的性能容易变差。

如果将功能层和数据层分别放在不同的服务器中，则服务器和服务器之间也要进行数据传送。但是，由于在这种形态中三层是分别放在各自不同的硬件系统上的，所以灵活性很高，能够适应客户机数目的增加和处理负荷的变动。例如，在追加新业务处理时，可以相应增加装载功能层的服务器。因此，系统规模越大这种形态的优点就越显著。

9.4.2 B/S 架构风格

在三层 C/S 架构中，表示层负责处理用户的输入和向客户的输出（出于效率的考虑，它可能在向上传输用户的输入前进行合法性验证）。功能层负责建立数据库的连接，根据用户的请求生成访问数据库的 SQL 语句，并把结果返回给客户端。数据层负责实际的数据库存储和检索，响应功能层的数据处理请求，并将结果返回给功能层。

浏览器/服务器（Browser/Server，简称 B/S）风格就是上述三层应用结构的一种实现方式，其具体结构为：浏览器/Web 服务器/数据库服务器。采用 B/S 结构的计算机应用系统的基本框架如图 9-10 所示。

B/S 架构主要是利用不断成熟的 WWW 浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言，用通用浏览器就实现了原来需要复杂的专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本。从某种程度上来说，B/S 结构是一种全新的软件架构。

在 B/S 结构中，除了数据库服务器外，应用程序以网页形式存放于 Web 服务器上，用户运行某个应用程序时只需在客户端上的浏览器中键入相应的网址，调用 Web 服务器上的应用程序并对数据库进行操作完成相应的数据处理工作，最后将结果通过浏览器显示给用户。可以说，在 B/S 模式的计算机应用系统中，应用（程序）在一定程度上具有集中特征。

基于 B/S 架构的软件，系统安装、修改和维护全在服务器端解决。用户在使用系统时，仅需要一个浏览器就可运行全部的模块，真正达到了"零客户端"的功能，很容易在运行时自动升级。B/S 架构还提供了异种机、异种网、异种应用服务的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础。

B/S 结构出现之前，管理信息系统的功能覆盖范围主要是组织内部。B/S 结构的"零客户端"方式，使组织的供应商和客户（这些供应商和客户有可能是潜在的，也就是说可能是事先未知的！）的计算机方便地成为管理信息系统的客户端，进而在限定的功能范围内查询组织相关信息，完成与组织的各种业务往来的数据交换和处理工作，扩大了组织计算机应用系统的功能覆盖范围，可以更加充分利用网络上的各种资源，同时应用程序维护的工作量也大大减少。

另外，B/S 结构的计算机应用系统与 Internet 的结合也使新近提出的一些新的

企业计算机应用（如电子商务，客户关系管理）的实现成为可能。与 C/S 架构相比，B/S 架构也有许多不足之处，例如:

（1）B/S 架构缺乏对动态页面的支持能力，没有集成有效的数据库处理功能。

（2）采用 B/S 架构的应用系统，在数据查询等响应速度上，要远远地低于 C/S 架构。

（3）B/S 架构的数据提交一般以页面为单位，数据的动态交互性不强，不利于在线事务处理（OnLine Transaction Processing，简称 OLTP）应用。

9.4.3 MVC 架构风格

MVC 全名是 Model ViewController，是模型(model)－视图(view)－控制器(controller)的缩写，它是分层架构风格的一种。MVC 是由挪威的计算机专家 Trygve M.H. Reenskau 于 1979年提出的软件架构模式，MVC 最初用于 SmallTalk。MVC 提出的基本思想是进行关注点分离。一个典型的人机交互应用具有三个主要的关注点：数据在可视化界面上的呈现、UI 处理逻辑和业务逻辑。如果按传统的自治视图模式（即将与 UI 相关的逻辑都定义在针对视图

的相关元素的事件上），将三者混合在一起，势必会带来一系列问题：

（1）业务逻辑是与 UI 无关的，应该最大限度地被重用。由于业务逻辑定义在自治视图中，相当于完全与视图本身绑定在一定，如果我们能够将 UI 的行为抽象出来，基于抽象化 UI 的处理逻辑也是可以被共享的。但是定义在自治视频中的 UI 处理逻辑完全丧失了重用的可能。

（2）业务逻辑具有最强的稳定性，UI 处理逻辑次之，而可视化界面上的呈现最差（比如我们经常会为了更好地呈现效果来调整 HTML）。如果将具有不同稳定性的元素融为一体，那么具有最差稳定性的元素决定了整体的稳定性。

（3）任何涉及 UI 的组件都不易测试。UI 是呈现给人看的，并且用于人机交互，用机器来模拟活生生的人来对组件实施自动化测试不是一件容易的事，自治视图严重损害了组件的可测试性。 正是为了解决以上的问题，所以我们需要采用关注点分离的方针来将可视化界面呈现、UI 处理逻辑和业务逻辑三者分离出来，并且采用合理的交互方式将它们之间的依赖降到最低。

MVC 中各个部分的分工与协作是这样的：

（1）Model 是对应用状态和业务功能的封装，我们可以将它理解为同时包含数据和行为的领域模型。Model 接受 Controller 的请求并完成相应的业务处理，在状态改变的时候向 View 发出相应的通知。

（2）View 实现可视化界面的呈现并捕捉最终用户的交互操作（例如鼠标和键盘的操作）。

（3）View 捕获到用户交互操作后会直接转发给 Controller，后者完成相应的 UI 逻辑。如果需要涉及业务功能的调用，Controller 会直接调用 Model。在完成 UI 处理后，Controller 会根据需要控制原 View 或者创建新的 View 对用户交互操作予以响应。

MVC 模式的基本结构如图 9-11 所示。

9.4.4 MVP 架构风格

MVP 的全称为 Model-View-Presenter，Model 提供数据，View 负责显示，Controller/ Presenter 负责逻辑的处理。MVP 是从经典的模式 MVC 演变而来，它们的基本思想有相通的地方：Controller/Presenter 负责逻辑的处理，Model 提供数据，View 负责显示。

当然 MVP 与 MVC 也有一些显著的区别，MVC 模式中元素之间"混乱"的交互主要体现在允许 View 和 Model 直接进行"交流"，这在 MVP 模式中是不允许的。在 MVP 中 View 并不直接使用 Model，它们之间的通信是通过 Presenter （MVC 中的 Controller）来进行的，所有的交互都发生在 Presenter 内部，而在 MVC 中 View 会直接从 Model 中读取数据而不是通

过 Controller。

MVP 不仅仅避免了 View 和 Model 之间的耦合，还进一步降低了 Presenter 对 View 的依赖。Presenter 依赖的是一个抽象化的 View，即 View 实现的接口 IView，这带来的最直接的好处，就是使定义在 Presenter 中的 UI 处理逻辑变得易于测试。由于 Presenter 对View 的依赖行为定义在接口 IView 中，我们只需要一个实现了这个接口的 View 就能对Presenter 进行测试。MVP 的结构如图 9-12 所示。

下面我们来分析 MVP 的优缺点。MVP 的优点包括：

（1）模型与视图完全分离，我们可以修改视图而不影响模型。

（2）可以更高效地使用模型，因为所有的交互都发生在一个地方---Presenter 内部。

（3）我们可以将一个 Presenter 用于多个视图，而不需要改变 Presenter 的逻辑。这个特性非常的有用，因为视图的变化总是比模型的变化频繁。

（4）如果我们把逻辑放在 Presenter 中，那么我们就可以脱离用户接口来测试这些逻辑（单元测试）。

MVP 的缺点包括：

由于对视图的渲染放在了 Presenter 中，所以视图和 Presenter 的交互会过于频繁。还有一点需要明白，如果 Presenter 过多地渲染了视图，往往会使得它与特定的视图的联系过于紧密。一旦视图需要变更，那么 Presenter 也需要变更了。比如说，原本用来呈现 HTML 的 Presenter 现在也需要用于呈现 PDF 了，那么视图很有可能也需要变更。

9.5 面向服务的架构

迄今为止，对于面向服务的架构（Service-Oriented Architecture，SOA）还没有一个公认的定义。许多组织从不同的角度和不同的侧面对 SOA 进行了描述，较为典型的有以下三个：

（1）W3C 的定义：SOA 是一种应用程序架构，在这种架构中，所有功能都定义为独立的服务，这些服务带有定义明确的可调用接口，能够以定义好的顺序调用这些服务来形成业务流程。

（2）Service-architecture.com 的定义：服务是精确定义、封装完善、独立于其他服务所处环境和状态的函数。SOA 本质上是服务的集合，服务之间彼此通信，这种通信可能是简单的数据传送，也可能是两个或更多的服务协调进行某些活动。服务之间需要某些方法进行连接。

（3）Gartner 的定义：SOA 是一种 C/S 架构的软件设计方法，应用由服务和服务使用者组成，SOA 与大多数通用的 C/S 架构模型不同之处，在于它着重强调构件的松散耦合，并使用独立的标准接口。

9.5.1 SOA 概述

SOA 是一种在计算环境中设计、开发、部署和管理离散逻辑单元（服务）模型的方法。

SOA 并不是一个新鲜事物，而只是面向对象模型的一种替代。虽然基于 SOA 的系统并不排除使用 OOD 来构建单个服务，但是其整体设计却是面向服务的。由于 SOA 考虑到了系统内的对象，所以虽然 SOA 是基于对象的，但是作为一个整体，它却不是面向对象的。

SOA 系统原型的一个典型例子是 CORBA，它已经出现很长时间，其定义的概念与 SOA 相似。SOA 建立在 XML 等新技术的基础上，通过使用基于 XML 的语言来描述接口，服务已经转到更动态且更灵活的接口系统中，CORBA 中的 IDL 无法与之相比。图 9-13 描述了一个完整的 SOA 模型。

在 SOA 模型中，所有的功能都定义成了独立的服务。服务之间通过交互和协调完成业务的整体逻辑。所有的服务通过服务总线或流程管理器来连接。这种松散耦合的架构使得各服务在交互过程中无需考虑双方的内部实现细节，以及部署在什么平台上。

1. 服务的基本结构
   一个独立的服务基本结构如图 9-14 所示。
   

由图 9-14 可以看出，服务模型的表示层从逻辑层分离出来，中间增加了服务对外的接口层。通过服务接口的标准化描述，使得服务可以提供给在任何异构平台和任何用户接口使用。这允许并支持基于服务的系统成为松散耦合、面向构件和跨技术实现，服务请求者很可能根本不知道服务在哪里运行、是由哪种语言编写的，以及消息的传输路径，而是只需要提出服务请求，然后就会得到答案。

2.SOA 设计原则

在 SOA 架构中，继承了来自对象和构件设计的各种原则，例如，封装和自我包含等。那些保证服务的灵活性、松散耦合和复用能力的设计原则，对 SOA 架构来说同样是非常重要的。关于服务，一些常见的设计原则如下：

（1）明确定义的接口。服务请求者依赖于服务规约来调用服务，因此，服务定义必须长时间稳定，一旦公布，不能随意更改；服务的定义应尽可能明确，减少请求者的不适当使用；不要让请求者看到服务内部的私有数据。

（2）自包含和模块化。服务封装了那些在业务上稳定、重复出现的活动和构件，实现服务的功能实体是完全独立自主的，独立进行部署、版本控制、自我管理和恢复。

（3）粗粒度。服务数量不应该太多，依靠消息交互而不是远程过程调用，通常消息量比较大，但是服务之间的交互频度较低。

（4）松耦合。服务请求者可见的是服务的接口，其位置、实现技术、当前状态和私有数据等，对服务请求者而言是不可见的。

（5）互操作性、兼容和策略声明。为了确保服务规约的全面和明确，策略成为一个越来越重要的方面。这可以是技术相关的内容，例如，一个服务对安全性方面的要求；也可以是与业务有关的语义方面的内容，例如，需要满足的费用或者服务级别方面的要求，这些策略对于服务在交互时是非常重要的。

3. 服务构件与传统构件
   服务构件架构（Service Component Architecture，SCA）是基于 SOA 的思想描述服务之间组合和协作的规范，它描述用于使用 SOA 构建应用程序和系统的模型。它可简化使用SOA 进行的应用程序开发和实现工作。SCA 提供了构建粗粒度构件的机制，这些粗粒度构件由细粒度构件组装而成。SCA 将传统中间件编程从业务逻辑分离出来，从而使程序员免受其复杂性的困扰。它允许开发人员集中精力编写业务逻辑，而不必将大量的时间花费在更为底层的技术实现上。

SCA 服务构件与传统构件的主要区别在于，服务构件往往是粗粒度的，而传统构件以细粒度居多；服务构件的接口是标准的，主要是服务描述语言接口，而传统构件常以具体 API 形式出现；服务构件的实现与语言是无关的，而传统构件常绑定某种特定的语言；服务构件可以通过构件容器提供 QoS 的服务，而传统构件完全由程序代码直接控制。

9.5.2 SOA 的关键技术

SOA 伴随着无处不在的标准，为企业的现有资产或投资带来了更好的复用性。SOA 能够在最新的和现有的系统之上创建应用，借助现有的应用产生新的服务，为企业提供更好的灵活性来构建系统和业务流程。SOA 是一种全新的架构，为了支持其各种特性，相关的技术规范不断推出。与 SOA 紧密相关的技术主要有 UDDI、WSDL、SOAP 和 REST 等，而这些技术都是以 XML 为基础而发展起来的。

1. UDDI
   UDDI（Universal DescriptionDiscovery and Integration，统一描述、发现和集成）提供了一种服务发布、查找和定位的方法，是服务的信息注册规范，以便被需要该服务的用户发现和使用它。UDDI 规范描述了服务的概念，同时也定义了一种编程接口。通过 UDDI 提供的标准接口，企业可以发布自己的服务供其他企业查询和调用，也可以查询特定服务的描述信息，并动态绑定到该服务上。

在 UDDI 技术规范中，主要包含以下三个部分的内容：

（1）数据模型。UDDI 数据模型是一个用于描述业务组织和服务的 XML Schema。

（2）API。UDDI API 是一组用于查找或发布 UDDI 数据的方法，UDDI API 基于 SOAP。

（3）注册服务。UDDI 注册服务是 SOA 中的一种基础设施，对应着服务注册中心的角色。

2.WSDL

WSDL（Web ServiceDescription Language，Web 服务描述语言）是对服务进行描述的语言，它有一套基于 XML 的语法定义。WSDL 描述的重点是服务，它包含服务实现定义和服务接口定义，如图 9-15 所示。

采用抽象接口定义对于提高系统的扩展性很有帮助。服务接口定义就是一种抽象的、可重用的定义，行业标准组织可以使用这种抽象的定义来规定一些标准的服务类型，服务实现者可以根据这些标准定义来实现具体的服务。

服务实现定义描述了给定服务提供者如何实现特定的服务接口。服务实现定义中包含服务和端口描述。一个服务往往会包含多个服务访问入口，而每个访问入口都会使用一个端口元素来描述，端口描述的是一个服务访问入口的部署细节，例如，通过哪个地址来访问，应当使用怎样的消息调用模式来访问等。

3.SOAP

SOAP（Simple ObjectAccess Protocol，简单对象访问协议）定义了服务请求者和服务提供者之间的消息传输规范。SOAP 用 XML 来格式化消息，用 HTTP 来承载消息。通过 SOAP，应用程序可以在网络中进行数据交换和远程过程调用（Remote Procedure Call， RPC）。SOAP 主要包括以下四个部分：

（1）封装。SOAP 封装定义了一个整体框架，用来表示消息中包含什么内容，谁来处理这些内容，以及这些内容是可选的还是必需的。

（2）编码规则。SOAP 编码规则定义了一种序列化的机制，用于交换系统所定义的数据类型的实例。

（3）RPC 表示。SOAP RPC 表示定义了一个用来表示远程过程调用和应答的协议。

（4）绑定。SOAP 绑定定义了一个使用底层传输协议来完成在节点之间交换 SOAP 封装的约定。

SOAP 消息基本上是从发送端到接收端的单向传输，但它们常常结合起来执行类似于请求/应答的模式。所有的 SOAP 消息都使用 XML 进行编码。SOAP 消息包括以下三个部分：

（1）封装（信封）。封装的元素名是 Envelope，在表示消息的 XML 文档中，封装是顶层元素，在 SOAP 消息中必须出现。

（2）SOAP 头。SOAP 头的元素名是 Header，提供了向 SOAP 消息中添加关于这条SOAP 消息的某些要素的机制。SOAP 定义了少量的属性用来表明这项要素是否可选以及由谁来处理。SOAP 头在 SOAP 消息中可能出现，也可能不出现。如果出现的话，必须是 SOAP 封装元素的第一个直接子元素。

（3）SOAP 体。SOAP 体的元素名是 Body，是包含消息的最终接收者想要的信息的容器。SOAP 体在 SOAP 消息中必须出现且必须是 SOAP 封装元素的直接子元素。如果有头元素，则 SOAP 体必须直接跟在 SOAP 头元素之后；如果没有头元素，则 SOAP 体必须是SOAP 封装元素的第一个直接子元素。

4.REST

REST（RepresentationalState Transfer，表述性状态转移）是一种只使用 HTTP 和 XML 进行基于 Web 通信的技术，可以降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。它的简单性和缺少严格配置文件的特性，使它与 SOAP 很好地隔离开来，REST 从根本上来说只支持几个操作（POST、GET、PUT 和 DELETE），这些操作适用于所有的消息。REST 提出了如下一些设计概念和准则：

（1）网络上的所有事物都被抽象为资源。

（2）每个资源对应一个唯一的资源标识。

（3）通过通用的连接件接口对资源进行操作。

（4）对资源的各种操作不会改变资源标识。

（5）所有的操作都是无状态的。

9.5.3 SOA 的实现方法

SOA 只是一种概念和思想，需要借助于具体的技术和方法来实现它。从本质上来看，SOA 是用本地计算模型来实现一个分布式的计算应用，也有人称这种方法为"本地化设计，分布式工作"模型。CORBA、DCOM 和 EJB 等都属于这种解决方式，也就是说，SOA 最终可以基于这些标准来实现。

从逻辑上和高层抽象来看，目前，实现 SOA 的方法也比较多，其中主流方式有 Web Service、企业服务总线和服务注册表。

1.Web Service

在 Web Service（Web 服务）的解决方案中，一共有三种工作角色，其中服务提供者和服务请求者是必需的，服务注册中心是一个可选的角色。它们之间的交互和操作构成了 SOA 的一种实现架构，如图 9-16 所示。

（1）服务提供者。服务提供者是服务的所有者，该角色负责定义并实现服务，使用 WSDL 对服务进行详细、准确、规范地描述，并将该描述发布到服务注册中心，供服务请求者查找并绑定使用。

（2）服务请求者。服务请求者是服务的使用者，虽然服务面向的是程序，但程序的最终使用者仍然是用户。从架构的角度看，服务请求者是查找、绑定并调用服务，或与服务进行交互的应用程序。服务请求者角色可以由浏览器来担当，由人或程序（例如，另外一个服务）来控制。

（3）服务注册中心。服务注册中心是连接服务提供者和服务请求者的纽带，服务提供者在此发布他们的服务描述，而服务请求者在服务注册中心查找他们需要的服务。不过，在某些情况下，服务注册中心是整个模型中的可选角色。例如，如果使用静态绑定的服务，服务提供者则可以把描述直接发送给服务请求者。

Web Service 模型中的操作包括发布、查找和绑定，这些操作可以单次或反复出现。

（1）发布。为了使用户能够访问服务，服务提供者需要发布服务描述，以便服务请求者可以查找它。

（2）查找。在查找操作中，服务请求者直接检索服务描述或在服务注册中心查询所要求的服务类型。对服务请求者而言，可能会在生命周期的两个不同阶段中涉及查找操作，首先是在设计阶段，为了程序开发而查找服务的接口描述；其次是在运行阶段，为了调用而查找服务的位置描述。

（3）绑定。在绑定操作中，服务请求者使用服务描述中的绑定细节来定位、联系并调用服务，从而在运行时与服务进行交互。绑定可以分为动态绑定和静态绑定。在动态绑定中，服务请求者通过服务注册中心查找服务描述，并动态地与服务交互；在静态绑定中，服务请求者已经与服务提供者达成默契，通过本地文件或其他方式直接与服务进行绑定。

在采用 Web Service 作为 SOA 的实现技术时，应用系统大致可以分为六个层次，分别是底层传输层、服务通信协议层、服务描述层、 服务层、业务流程层和服务注册层。

（1）底层传输层。底层传输层主要负责消息的传输机制，HTTP、JMS（Java Messaging Service，Java 消息服务）和 SMTP 都可以作为服务的消息传输协议，其中 HTTP 使用最广。

（2）服务通信协议层。服务通信协议层的主要功能是描述并定义服务之间进行消息传递所需的技术标准，常用的标准是 SOAP 和 REST 协议。

（3）服务描述层。服务描述层主要以一种统一的方式描述服务的接口与消息交换方式，相关的标准是 WSDL。

（4）服务层。服务层的主要功能是将遗留系统进行包装，并通过发布的 WSDL 接口描述被定位和调用。

（5）业务流程层。业务流程层的主要功能是支持服务发现，服务调用和点到点的服务调用，并将业务流程从服务的底层调用抽象出来。

（6）服务注册层的主要功能是使服务提供者能够通过 WSDL 发布服务定义，并支持服务请求者查找所需的服务信息。相关的标准是 UDDI。

2. 服务注册表
   服务注册表（service registry）虽然也具有运行时的功能，但主要在 SOA 设计时使用。它提供一个策略执行点（Policy Enforcement Point，PEP），在这个点上，服务可以在 SOA 中注册，从而可以被发现和使用。服务注册表可以包括有关服务和相关构件的配置、依从性和约束文件。从理论上来说，任何帮助服务注册、发现和查找服务合约、元数据和策略的信息库、数据库、目录或其他节点都可以被认为是一个注册表。大多数商用服务注册产品支持服务注册、服务位置和服务绑定功能。

（1）服务注册。服务注册是指服务提供者向服务注册表发布服务的功能（服务合约），包括服务身份、位置、方法、绑定、配置、方案和策略等描述性属性。使用服务注册表实现SOA 时，要限制哪些新服务可以向注册表发布、由谁发布以及谁批准和根据什么条件批准等，以便使服务能够有序的注册。

（2）服务位置。服务位置是指服务使用者，帮助它们查询已注册的服务，寻找符合自身要求的服务。这种查找主要是通过检索服务合约来实现的，在使用服务注册表实现 SOA 时，需要规定哪些用户可以访问服务注册表，以及哪些服务属性可以通过服务注册表进行暴露等，以便服务能得到有效的、经过授权的使用。

（3）服务绑定。服务使用者利用查找到的服务合约来开发代码，开发的代码将与注册的服务进行绑定，调用注册的服务，以及与它们实现互动。可以利用集成的开发环境自动将新开发的服务与不同的新协议、方案和程序间通信所需的其他接口绑定在一起。

3. 企业服务总线
   ESB 的概念是从 SOA 发展而来的，它是一种为进行连接服务提供的标准化的通信基础结构，基于开放的标准，为应用提供了一个可靠的、可度量的和高度安全的环境，并可帮助企业对业务流程进行设计和模拟，对每个业务流程实施控制和跟踪、分析并改进流程和性能。

在一个复杂的企业计算环境中，如果服务提供者和服务请求者之间采用直接的端到端的交互，那么随着企业信息系统的增加和复杂度的提高，系统之间的关联会逐渐变得非常复杂，形成一个网状结构，这将带来昂贵的系统维护费用，同时也使得 IT 基础设施的复用变得困难重重。ESB 提供了一种基础设施，消除了服务请求者与服务提供者之间的直接连接，使得服务请求者与服务提供者之间进一步解耦。

ESB 是由中间件技术实现并支持 SOA 的一组基础架构，是传统中间件技术与 XML、Web Service 等技术结合的产物，是在整个企业集成架构下的面向服务的企业应用集成机制。具体来说，ESB 具有以下功能：

（1）支持异构环境中的服务、消息和基于事件的交互，并且具有适当的服务级别和可管理性。

（2）通过使用 ESB，可以在几乎不更改代码的情况下，以一种无缝的非侵入方式使现有系统具有全新的服务接口，并能够在部署环境中支持任何标准。

（3）充当缓冲器的 ESB（负责在诸多服务之间转换业务逻辑和数据格式）与服务逻辑相分离，从而使不同的系统可以同时使用同一个服务，不用在系统或数据发生变化时，改动服务代码。

（4）在更高的层次，ESB 还提供诸如服务代理和协议转换等功能。允许在多种形式下通过像 HTTP、SOAP 和 JMS 总线的多种传输方式，主要是以网络服务的形式，为发表、注册、发现和使用企业服务或界面提供基础设施。

（5）提供可配置的消息转换翻译机制和基于消息内容的消息路由服务，传输消息到不同的目的地。

（6）提供安全和拥有者机制，以保证消息和服务使用的认证、授权和完整性。

在企业应用集成方面，与现存的、专有的集成解决方案相比，ESB 具有以下优势：

（1）扩展的、基于标准的连接。ESB 形成一个基于标准的信息骨架，使得在系统内部和整个价值链中可以容易地进行异步或同步数据交换。ESB 通过使用 XML、SOAP 和其他标准，提供了更强大的系统连接性。

（2）灵活的、服务导向的应用组合。基于 SOA，ESB 使复杂的分布式系统（包括跨多个应用、系统和防火墙的集成方案）能够由以前开发测试过的服务组合而成，使系统具有高度可扩展性。

（3）提高复用率，降低成本。按照 SOA 方法构建应用，提高了复用率，简化了维护工作，进而减少了系统总体成本。

（4）减少市场反应时间，提高生产率。ESB 通过构件和服务复用，按照 SOA 的思想简化应用组合，基于标准的通信、转换和连接来实现这些优点。

9.5.4 微服务

微服务顾名思义，就是很小的服务，所以它属于面向服务架构的一种。通俗一点来说，微服务类似于古代著名的发明，活字印刷术，每个服务都是一个组件，通过编排组合的方式来使用，从而真正做到了独立、解耦、组件化、易维护、可复用、可替换、高可用、最终达到提高交付质量、缩短交付周期的效果。

从专业的角度来看，微服务架构是一种架构模式，它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务，服务之间互相协调、互相配合，为用户提供最终价值。每个服务运行在其独立的进程中，服务与服务间采用轻量级的通信机制互相沟通（通常是基于 HTTP 协议的 RESTful API）。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立的部署到生产环境、类生产环境等。另外，应当尽量避免统一的、集中式的服务管理机制，对具体的一个服务而言，应根据业务上下文，选择合适的语言、工具对其进行构建。

所以总结起来，微服务的核心特点为：小, 且专注于做⼀件事情、轻量级的通信机制、松耦合、独立部署。

1.微服务的优势

微服务之所以能盛行，必然是有它独特优势的，下面我们来分析微服务有哪些方面的优势。

（1）技术异构性

在微服务架构中，每个服务都是一个相对独立的个体，每个服务都可以选择适合于自身的技术来实现。如，要开发一个社交平台，此时，我们可能使用文档型数据库来存储帖 子的内容，使用图数据来存储朋友圈的这些关系等，这样可以把每一块的性能都充分发挥 出来。

同时，在应用新技术时，微服务架构也提供了更好的试验场。因为对于单块的系统而 言，采用一个新的语言、数据库或者框架都会对整个系统产生巨大的影响，这样导致我们 想尝试新技术时，望而却步。但微服务不同，我们完全可以只在一个微服务中采用新技术， 待技术使用熟练之后，再推广到其他服务。

（2）弹性

弹性主要讲的是系统中一部分出现故障会引起多大问题。在单块系统中，一个部分出现问题，可能导致整体系统的问题。而微服务架构中，每个服务可以内置可用性的解决方 案与功能降级方案，所以比单块系统强。

（3）扩展

单块系统中，我们要做扩展，往往是整体进行扩展。而在微服务架构中，可以针对单个服务进行扩展。

（4）简化部署

在大型单块系统中，即使修改一行代码，也需要重新部署整个应用系统。这种部署的影响很大、风险很高，因此不敢轻易地重新部署。而微服务架构中，每个服务的部署都是 独立的，这样就可以更快地对特定部分的代码进行部署。

（5）与结织结构相匹配

我们都知道，团队越大越难管理，同时团队越大也代表系统规模越大代码库越大，这样容易引起一系列的问题。且当团队是分布式的时候，问题更严重。微服务架构就能很好地解决这个问题，微服务架构可以将架构与组织结构相匹配，避免出现过大的代码库，从而获得理想的团队大小及生产力。服务的所有权也可以在团队之 间迁移，从而避免异地团队的出现。

（6）可组合性

在微服务架构中，系统会开放很多接口供外部使用。当情况发生改变时，可以使用不同的方式构建应用，而整体化应用程序只能提供一个非常粗粒度的接口供外部使用。

（7）对可替代性的优化

在单块系统中如果删除系统中的上百行代码，也许不知道会发生什么，引起什么样的问题，因为单块系统中关联性很强。但在微服务架构中，我们可以在需要时轻易地重写服务，或者删除不再使用的服务。

2. 微服务面临的挑战
   软件开发业内有一句名言"软件开发没有银弹"，虽然前面介绍了微服务很多方面的优势，但微服务并不能解决所有问题。下面我们来分析在使用微服务架构时可能面临的一些挑战。

（1）分布式系统的复杂度

使用微服务实现分布式系统的复杂度要比单块系统高。这表现在多个方面，如：性能方面微服务是拆分成多个服务进行部署，服务间的通信都是通过网络，此时的性能会受影响。同时可靠性也会受影响。数据一致性也需要严格控制，其成本也比单块系统高。

（2）运维成本

相比传统的单块架构应用，微服务将系统分成多个独立的部分，每个部分都是可以独立部署的业务单元。这就意味着，原来适用于单块架构的集中式的部署、配置、监控或者日志收集等方式，在微服务架构下，随着服务数量的增多，每个服务都需要独立的配置、部署、监控、日志收集等，因此成本呈指数级增长。

（3）部署自动化

传统单块系统部署往往是以月、周为单位，部署频度很低，在这种情况下，手动部署是可以满足需求的。而对于微服务架构而言，每个服务都是一个独立可部署的业务单元，每个服务的修改都需要独立部署。这样部署的成本是比较高的，如亚马逊，每天都要执行数十次、甚至上百次的部署，此时仍用人工部署是行不通的，要使用自动化部署。如何有效地构建自动化部署流水线，降低部署成本、提高部署频率，是微服务架构下需要面临的一个挑战。

（4）DevOps 与组织结构

传统单块架构中，团队通常是按技能划分，如开发部、测试部、运维部，并通过项目的方式协作，完成系统交付。而在微服务架构的实施过程中，除了如上所述的交付、运维上存在的挑战，在组织或者团队层面，如何传递DevOps 文化的价值，让团队理解 DevOps 文化的价值，并构建全功能团队，也是一个不小的挑战。微服务不仅表现出一种架构模型，同样也表现出一种组织模型。这种新型的组织模型意味着开发人员和运维的角色发生了变化，开发者将承担起服务整个生命周期的责任，包括部署和监控，而运维也越来越多地表现出一种顾问式的角色，尽早考虑服务如何部署。因此，如何在微服务的实施中，按需调整组织架构，构建全功能的团队，是一个不小的挑战。

（5）服务间依赖测试

由于微服务架构是把系统拆分为若干个可独立部署的服务，所以需要进行服务间的依赖测试。在服务数量较多的情况下，如何有效地保证服务之间能有效按照接口的约定正常工作，成为微服务实施过程中必须面临的巨大挑战。

（6）服务间依赖管理

传统的单块系统，功能实现比较集中，大部分功能都运行在同一个应用中，同其他系统依赖较少。而微服务架构则不同，在将系统功能拆分成相互协作的独立服务之后，随着微服务个数的增多，如何清晰有效地展示服务之间的依赖关系，成为了一个挑战。

3.微服务与 SOA

微服务可以讲是 SOA 的一种，但仔细分析与推敲，我们又能发现他们的一些差异。这种差异表现在多个方面，具体如表 9-8 所示。

这些差异自然影响到其实现，在实现方面的主要差异如表 9-9 所示