微组件架构的服务控制器研究与实现

作     者：张宇恒 

作者单位：黑龙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张晓光

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

主      题：微服务 控制数据分离 SCONDAS API 微组件框架 控制器 

摘      要：随着云计算技术的不断发展,企业开发逐渐从之前的单体架构转变为微服务架构。抛弃单体应用随着开发的推进,复杂性逐渐升高,部署速度变慢,伸缩性差的特点,微服务体系结构已经成为开发企业应用程序系统的主流体系架构风格。微服务架构风格这种开发方法,是以一组小型服务的方式来开发一个独立的应用系统。其中每个小型服务都运行在自己的进程中,并经常采用RPC调用服务接口这样轻量级的机制来互相通讯,从而实现完整的系统功能。然而由于现有的微服务架构都是以传统API为基础来设计的,传统API具有于数据流和控制流相互依赖的问题。当一个服务的业务逻辑发生改变时,与之相互关联的其他服务的调用接口、出入参类型或者服务业务逻辑等也需要根据变化重新修改代码。这大大降低了微服务架构的灵活性,增加了开发者的工作量。针对传统微服务将数据流和控制流相互依赖而导致灵活性降低的缺点,因此提出一种新的标准化控制数据分离的API机制—SCONDAS API,并以SCONDAS API为基础设计了具有低耦合、服务编排特性和规则引擎特性的微组件框架,可以将企业从繁杂的业务改动中解脱出来,高效、快速地构建自己的应用,避免了大量重复的开发工作,提高了效率和质量。由于微组件框架具有数据流和控制流分离的特性,因此框架中需要一个控制器可以将散乱的服务编排组合来实现系统功能进从而满足业务需求,本论文将详细介绍微组件架构的服务控制器研究与实现,研究内容如下:(1)基于SCONDAS API控制器总体设计与实现研究。由于传统微服务架构无法满足SCONDAS API微组件的数据流和控制流相互分离的要求,因此本文重新设计一个控制器,控制器可以在兼容SCONDAS API的特性下实现服务的编排和业务工作流的执行与调用。同时设计了服务编排的配置语法,可以实现工作流的配置,相对与传统的工作流编排语言,其具有语法简洁和代码量少的特点,大大提高了开发人员的开发效率。(2)控制器中流程执行器的设计与实现研究。执行器作为控制器的核心组件,负责执行系统的业务工作流,实现了底层服务按照配置工作流的顺序执行,且执行器支持流程的串行、并行和条件跳转执行等复杂的执行方式。(3)基于SCONDAS API控制器容错机制的研究。针对微组件框架在服务流程执行的过程中,服务自身异常或者网络异常而导致的服务雪崩问题。微组件框架加入了服务容错机制,可以实现服务异常情况下的服务回滚调用。同时在服务容错机制下,为了防止服务回滚时产生服务缓存失效的问题,微组件框架实现动态设置服务数据缓存时间,不仅仅能有效解决缓存失效的问题,还可以减轻服务的存储压力。