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引導語：基于微服務的應用程序可實現戰(zhàn)略性數字轉型和云遷移計劃，對于開發(fā)團隊來說，這種架構十分重要。那么，如何來構建彈性、高可用的微服務呢？Redis Enterprise給出了一個完美的方案。
簡介：微服務架構可以更快地推出新產品，幫助產品更輕松地擴展，并更好地響應客戶需求。憑借多種現代數據模型、在任何情況下的容錯性、用于隔離的多租戶功能以及在多個環(huán)境中部署的靈活性，Redis Enterprise 使開發(fā)人員和運營商能夠針對微服務架構優(yōu)化他們的數據層。
一、什么是微服務架構
正如著名的微服務專家 Chris Richardson 所定義的那樣，微服務架構是一種將應用程序構建為低耦合服務集合的架構風格，這些服務具有高度的可維護性和可測試性，可獨立部署，受特定業(yè)務領域的約束，并由小型團隊負責。微服務架構可以快速、頻繁、可靠地交付大型復雜應用程序。
Monolith架構 vs. 微服務架構
二、為什么微服務很重要
基于微服務的應用程序可實現戰(zhàn)略性數字轉型和云遷移計劃。
1.微服務是一種架構風格，有助于開發(fā)團隊更快地創(chuàng)建更好的軟件，并最大限度地降低應用現代化的成本和復雜性。這種架構風格及其相關的軟件開發(fā)文化使微服務開發(fā)團隊能夠按照自己的發(fā)布周期運作，擁抱端到端產品的所有權，并采用基于持續(xù)集成/持續(xù)交付的 DevOps 框架。這樣的好處是，企業(yè)可以縮短新服務開發(fā)的上線時間，通?？蓪⒁栽聻閱挝坏捻椖靠s短至以天為單位。
2.微服務可加速數據層云遷移。這是因為微服務主要依賴于云原生 NoSQL 數據庫。2021 年 IDC InfoBrief 調查顯示，NoSQL 數據庫正在取代內部部署的關系型數據庫，因為后者不是為云或獨立發(fā)布周期而構建的。
此外，一些企業(yè)無法一次性將其傳統的單體應用遷移到云原生應用。微服務可實現子域從單體架構向現代技術棧進行增量遷移。
三、Redis Enterprise：微服務的完美方案
1.微服務規(guī)模的性能
在微服務環(huán)境中，需要實時運行的服務必須平衡網絡開銷。Redis Enterprise 為所有 Redis 數據類型和模型提供亞毫秒級延遲。 此外，它可以立即線性擴展，以滿足幾乎任何吞吐量需求。
2.為容錯和恢復而設計
為確保您的應用程序具有故障恢復能力，Redis Enterprise 采用了無共享集群架構。它在各個故障級別都具有容錯能力：在進程層面、單個節(jié)點甚至跨基礎架構可用區(qū)自動進行故障切換。它還包括可調整的持久性和災難恢復能力。
3.利用快速靈活的數據模型降低復雜性
Redis Enterprise允許開發(fā)人員為他們的微服務架構和領域驅動設計選擇最適合他們的性能和數據訪問要求的數據模型，同時在單個數據平臺上保持多租戶部署的隔離。
4.利用原生 Kubernetes 部署簡化操作
Redis Enterprise 提供統一的操作界面，可減少技術學習成本、簡化操作并降低服務延遲。
針對 Kubernetes 的 Redis Enterprise 運營商為您提供一致的自動化部署，從而降低風險。這讓開發(fā)團隊能夠專注于創(chuàng)新和業(yè)務價值。
5.可跨云跨地域適應
Redis Enterprise 可部署在任何地方：任何云平臺、內部部署、多云或混合云架構。
四、微服務架構的設計模式
1.微服務查詢緩存
獨立或有界上下文是微服務架構的一個重要特征。作為領域驅動設計的一部分，每個服務都可以擁有一個專用數據庫，該數據庫有自己獨特的數據模型和SLA（Service Level Agreement，服務水平協議）性能目標。查詢緩存是一種常用于縮短微服務響應時間的緩存模式，其工作原理是在每個微服務旁部署 Redis Enterprise 緩存，以提供單一業(yè)務上下文中所需的數據。(也就是說，它只服務于一個微服務）。
Redis Smart Cache 是一個開源庫，可將緩存無縫添加到任何符合 JDBC 標準的平臺、應用程序或微服務中，在提高查詢性能的同時降低操作復雜性，而且無需更改應用程序代碼。Redis Enterprise 支持多種數據模型，可輕松實現多租戶部署，保持數據隔離的同時，不降低性能。
2.通過 CQRS 緩存跨域共享數據
微服務需要快速訪問數據，但當數十或數百個微服務試圖從同一個緩慢的磁盤數據庫中讀取數據時，就會產生許多問題?？缬驍祿枰獙崟r提供給每個微服務，而且不能超出其重點業(yè)務環(huán)境和目標的范圍。
命令查詢責任隔離（Command-Query Responsibility Segregation, CQRS）是微服務架構中一種重要的預取緩存模式，它將讀?。ú樵儯┖蛯懭朊罘蛛x開來，這使應用程序能夠將數據寫入速度較慢的基于磁盤的 SQL 數據庫，同時使用 Redis Enterprise 中集成的變更數據捕獲（CDC）功能預取和緩存該數據，以實現高速讀取。這樣，其他需要數據的微服務就能立即獲得這些數據。
3.全局數據的 API 網關緩存
微服務應用程序可以在 API 網關級別緩存全局訪問數據，以分發(fā)和加速所有服務都會訪問的數據。通常情況下，這些數據包括會話數據（如用戶 ID 和偏好設置）和驗證數據（令牌、授權狀態(tài)和權限）。這樣，所有服務都能實時獲得頻繁請求的數據。結果如何？減少應用延遲，同時不打破每個微服務業(yè)務上下文的界限。
在 API 網關上還可以使用 Redis Enterprise 實現速率限制，即在一定時間范圍內對 API 請求的數量進行計量。這可以防止系統超載，并防止 DDoS 攻擊。
4.用于服務間通信的異步消息傳遞
微服務必須在不破壞隔離的情況下相互通信狀態(tài)、事件和數據，而且必須保持解耦。常見的解決方案是在架構中引入發(fā)布-訂閱消息代理，即讓服務間通信由事件驅動并最終保持一致，并將微服務之間的每條消息都視為一個事件。
Redis Streams 是一種不可變的按時間排序的日志數據結構，可讓服務（生產者）發(fā)布異步消息，多個消費者可訂閱這些消息?？梢詫ζ溥M行配置，以處理不同的交付保證、支持消費者群組，并應用與 Apache Kafka 主題分區(qū)類似的其他功能。更棒的是，Redis Streams 可幫助在后端創(chuàng)建報告、分析、審計和取證分析。
虹科是Redis原廠的中國區(qū)戰(zhàn)略合作伙伴。我們持續(xù)關注各行業(yè)當下急切需求，專注于為企業(yè)解答疑問，制定專屬服務，提供一站式數據庫和商業(yè)智能解決方案。了解更多【企業(yè)級數據庫解決方案】及【企業(yè)緩存指南】，歡迎前往虹科云科技官網！
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五、適合微服務架構的 Redis 企業(yè)功能
1.雙活備份
微服務架構有許相互多連接的服務，但它面臨著與單體應用程序相同的性能需求。為盡量減少延遲，數據應盡可能靠近服務。您還需要確保數據庫在發(fā)生故障或更新沖突時彼此保持一致。Redis Enterprise 可以部署為雙活、無沖突復制的數據庫，以處理來自多個本地服務安裝的更新，而不會影響延遲或數據一致性，并在發(fā)生故障時提供連續(xù)性服務。
2.多種數據模型
Redis Enterprise 提供多種數據結構（哈希值、字符串、流、列表等）和模型，包括 JSON、搜索、時間序列和圖形，可讓您選擇最適合您的微服務領域、性能和數據訪問要求的數據模型，這一切都在一個數據平臺中實現。
3.多用戶數據庫
在微服務架構的數據庫設計中，單個 Redis Enterprise 集群可為多個不同的服務提供數據庫，每個服務都有自己的獨立實例，并針對給定的工作負載進行了調整。每個數據庫實例的部署、擴展和建模都獨立于其他實例，同時利用相同的集群環(huán)境，在不增加操作復雜性的情況下隔離服務之間的數據。
4.靈活跨云
微服務提供了極大的技術靈活性，選擇在哪里部署數據庫也不例外。Redis Enterprise 可以部署在任何地方：任何云平臺、企業(yè)內部、多云或混合云架構。它還可在 Kubernetes、Pivotal Kubernetes Service (PKS) 和 Red Hat OpenShift 上使用。
5.本地 Kubernetes 容器編排和管理
容器與企業(yè)部署微服務應用程序密切相關，并有助于企業(yè)部署微服務應用程序。Kubernetes 是容器部署、調度和編排的標準平臺。Redis 是在容器上運行的頂級數據庫技術，Docker hub 啟動次數超過 20 億次。用于 Kubernetes 的 Redis Enterprise Operator 提供：自動可擴展性、持久存儲卷、簡化的數據庫端點管理和零停機時間滾動升級。它可在多個 Kubernetes 平臺和云托管服務上使用。
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