微服务

- 微服务 - 分布式基础 - 分布式系统的演进和定义 - 单体应用 - 容量限制、单点故障 - 集群应用 - 无状态：请求间无关，任意伸缩 - 有状态 - 单一服务：完全隔离，容错性差 - 共享信息池：信息池单点故障 - 信息一致：同步延迟，一致性问题 - 分布式应用 - 拆分部署子应用 - 集群与分布式 - 区别：多节点做相同任务、协同做一种任务 - 广义的分布式 - 只要面临信息池同步及一致性问题 - 分布式系统的基本问题 - 网络通信、节点故障、网络分区、三态问题成功失败超时 - CAP 定律 - 无法同时满足一致性、可用性和分区容忍性，需权衡一致性和可用性。 - 一致性级别 - 强一致性、弱一致性、会话一致性、用户一致性、最终一致性 - 分布式事务 - 2PC 协议 - 两阶段提交，存在协调者单点故障 - 3PC 协议 - 三阶段提交，增加超时自动提交 - TCC 协议 - 业务层面2PC、保证幂等、允许空回滚 - BASE 理论 - 基本可用、软状态、最终一致性 - 共识算法 - 定义：保证共识达成最终一致性 - Paxos 算法 - 特点：最早、复杂、zk - 原理：提议者、接受者、学习者、多轮消息交换和投票 - Raft 算法 - 特点：易于理解、易于实现 - 日志复制：复制状态机模型，相同初始+相同输入=相同结束，操作日志 - Leader选举：领导者、跟随者、候选人、任期、心跳机制、超半数当选 - 写入：Leader添加日志、复制日志、超半数成功 - 读取：非Leader确保日志最新来保证强一致性 - 一致性哈希 - 场景：负载均衡、分布式存储 - 作用：防止映射关系大规模失效 - 原理：哈希环、虚拟节点、顺时针最近 - 幂等 - 定义：多次请求影响一致 - 作用：超时重试 - 实现：唯一索引、乐观锁、防重token - 分布式锁 - 原理：通过节点外的共享存储实现 - 数据库悲观锁、乐观锁、redis、zk、etcd - 微服务基础 - 微服务架构特点 - 小型化、独立部署、松耦合、自治、隔离、弹性 - 基本问题 - 分布式问题 - CAP - 组织架构问题 - 康威定律、系统与组织异质同态 - 服务拆分 - 拆分的原则 - 单一职责、高内聚低耦合、演进式拆分、避免复杂依赖 - 拆分的方法 - 按业务领域拆分、避免服务间强一致性、按性能、按业务重要级别，按组织和团队拆分 - 通信方式 - 通信模式 - 同步、异步、发布订阅 - 接口协议 - RESTful、RPC、消息队列 - 按场景选择：低延迟RPC、强一致性RPC实现TCC、最终一致性消息队列、大规模流kafka、一对多发布订阅、对外RESTful或gRPC、前后端RESTful - 服务编排 - Orchestration（编制） - 中心指挥手、编排引擎 - Choreography（编排） - 去中心化、消息协作形成流程 - 服务治理 - 服务发现 - 自动注册和发现、IP动态变化、分布式KV存储 - 统一配置管理 - 集中配置存储、多环境切换 - 可观测性 - 监控、日志、链路追踪、告警 - Prometheus、Grafana、OpenTracing、Jaeger、ELK、OpenTelemetry - RPC - RPC 协议构成 - 接口、传输协议TCP/HTTP、序列化协议JSON/ProtoBuf - RPC 框架构成 - 模块：客服端服务端接口存根，网络传输、序列化 - 形式：依赖库、代码生成工具集 - 一次 RPC 调用的流程 - 服务端IO模型 - 同步阻塞IO、同步非阻塞ID、同步多路复用IO、异步IO - 服务端线程模型 - 单线程、多线程短连接、多线程长连接、线程池 - 服务端 reactor 模式 - reactor为多路复用器、单reactor单线程、单reactor多线程（协程）、主从reactor多线程 - 常用 RPC 框架 - gRPC - Google、CNCF、protobuf、二进制高性能、HTTP2、多路复用、流式RPC - API网关 - 定义 - 架构模式、聚合API、统一入口 - 功能解析 - 路由 - 请求转发、路由规则如URL、HTTP方法、请求头等 - 负载均衡 - 加权轮训、一致性哈希、最小连接数 - 反向代理 - 代理服务端响应、安全性、缓存 - 重试 - 固定时间重试、指数退避重试 - 熔断 - 避免雪崩、时间窗口故障率、阈值 - 限流 - 固定窗口、滑动窗口、漏桶、令牌桶 - 协议转换 - HTTP、HTTPS、RPC转换、安全性、兼容性 - 认证鉴权 - 用户名密码、OAuth2.0、OIDC - 灰度发布 - 滚动发布、蓝绿发布、灰度发布/金丝雀发布 - 统一对外接口 - 安全、利用路由、协议转换、认证鉴权、接口文档swagger - 健康检查 - 主动检查、被动检查、探针 - 版本控制 - 多版本共存、路由控制访问 - 接口mock - 模拟响应、提前测试 - 数据缓存 - 存储磁盘或内存，结合http头缓存控制实现 - 日志 - 记录请求和响应，工具ELK - 监控 - 粒度、指标、metrics接口、prometheus、grafana - 全链路追踪 - 可观测性、traceId、上下文传递、zipkin、OpenTracing、OpenTelemetry - 数据聚合 - 减少开发、增加复杂、不建议 - API网关设计重点 - 高性能 - 非阻塞IO、epoll、Netty、NIO - 高可用 - 集群部署、解决突发流量/下游不可用/配置中心故障等 - 高扩展 - 热插拔、动态配置 - API网关选型 - apisix - CNCF、OpenResty、Nginx、Lua、高性能、热插拔、多插件