[发明专利]一种可弹性伸缩的分布式服务管理系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及的网路通讯分布式服务框架领域，具体涉及的是一种可弹性伸缩的分布式服务管理系统及及其方法。

背景技术

传统的服务化架构，服务提供者和消费者之间采用远程网络通信，增加了额外的性能损耗，业务调用的时延将增大；在可靠性方面，由于网络闪断等原因，分布式调用失败的风险较大，如果服务框架缺乏足够的容错能力，业务失败率将会大幅提升。此外，跨节点的事务一致性问题、分布式调用带来的故障定位困难、海量微服务运维成本增加等问题普遍存在。本发明提出了一种新的高性能服务构建方法，以应用为中心，帮助企业级客户轻松构建大型分布式应用服务。

目前主流的应用系统测试和部署成本高，业务运行在一个进程中，系统中任何程序的改变，都需要对整个系统重新测试并部署；可伸缩性差，水平扩展只能基于整个系统进行扩展，无法针对某一个功能模块按需扩展；中大型系统中技术模块众多，模块间依赖关系错踪复杂，模块启动顺序混乱，架构师难以描述应用的架构关系。本发明提出的可弹性伸缩的服务框架，支持技术人员按照业务功能边界自由组装、拆分业务模块，大幅提升系统的构建速度和运行效率。

传统的基于HTTP+SOAP的服务实现，面对高并发的应用场景，性能难于满足要求。因此，在淘宝网这样的高并发Web网站，采用自主研发的高性能服务框架Dubbo实现服务注册、路由、治理、可高用、多版本、高性能等能力。

Dubbo的关键在于采用NIO（mina框架，长连接，多路复用）和二进制序列化（Hessian）实现比HTTP+SOAP高得多的性能，通过服务注册、服务路由、健康检查等实现高可用。但是在负载均衡策略方面并没有考虑到服务的不同生命周期，且必须在研发阶段就要确定好功能模块之间的依赖关系，无法在系统运行时任意组装业务模块，难以提供细粒度的动态伸缩能力。

因此，现有的网络服务存在以下缺陷：

（1）在业务应用服务化之前，业务通常都是本地API调用，本地方法调用性能损耗较小。服务化之后，服务提供者和消费者之间采用远程网络通信，增加了额外的性能开销。这些开销主要体现在：客户端需要对消息进行序列化，占用CPU计算资源；序列化时需要创建二进制数组，耗费JVM堆内存或者堆外内存；客户端需要将序列化之后的二进制数组发送给服务端，占用网络带宽资源；服务端读取到码流之后，需要将请求数据包反序列化成请求对象，占用CPU计算资源；服务端通过反射的方式调用服务提供者实现类，反射本身对性能影响就比较大；服务端将响应结果序列化，占用CPU计算资源；服务端将应答码流发送给客户端，占用网络带宽资源；客户端读取应答码流，反序列化成响应消息，占用CPU资源。通过上述分析可以发现，一个简单的本地方法调用，切换成远程服务调用之后，额外增加了很多处理流程，不仅占用大量的系统资源，同时增加了时延。一些复杂的应用会拆分成多个服务，形成服务调用链，如果服务化框架的性能比较差、服务调用时延也比较大，业务服务化之后的性能和时延将无法满足业务的性能需求。

（2）业务应用服务化之前，业务采用本地事务，多个本地SQL调用可以用一个大的事务块封装起来，如果某一个数据库操作发生异常，就可以将之前的SQL操作进行回滚，只有所有SQL操作全部成功，才最终提交，这就保证了事务强一致性。服务化之后，多个数据库操作被拆分到各自独立的数据库访问服务中，此时原来的本地SQL调用演变成了远程服务调用，事务一致性无法得到保证。

（3）当前流行的微服务架构，研发团队会被拆分成多个服务化小组，每个团队由数名研发人员负责服务的开发、测试、部署上线、运维和运营等。随着服务数的膨胀，研发团队的增多，开发期间服务模块之间的代码依赖关系复杂，跨团队的协同配合将会成为一个制约研发效率提升的因素。

发明内容

为解决现有分布式环境中NIO通讯及多协议集成复杂、服务动态寻址与路由性能不高、软负载均衡与容错能录不足等问题，本发明目的是在于提供一种可弹性伸缩的分布式服务管理系统及其构建方法，支撑构建大规模分布式系统以及大数据平台的数据服务，具备强大的线性扩展和高并发访问能力，大幅提升系统的构建速度和运行效率，具有全栈的监控、跟踪、服务状态监控能力。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可弹性伸缩的分布式服务管理系统，该框架包括：

服务发布组件，负责将业务功能模块对外、对内提供的功能发布为服务，服务交互过程中传输数据支持结构化数据和非结构化数据；