面向高并发环境的微服务框架设计与实现

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微服务软件架构具有低耦合、易扩展和高可用的优点,现代软件架构逐步向微服务演变。在高并发环境下微服务的应用带来了新的挑战:服务间的网络IO通信延时会影响服务质量;各个服务独立部署引入了分布式问题,且彼此之间相互依赖,这就需要有效的服务治理手段对集群中的各个服务节点进行管理。为了解决上述两个问题,本文设计并实现了微服务框架rush-RPC。为解决服务间的通信延时问题,rush-RPC从两方面入手:一方面是底层网络通信,负责底层网络传输的通信模块采用本人自研的C++网络库,该网络库整体架构为主从多Reactor网络模型,使用非阻塞IO(Non-Blocking IO,NIO),用epoll作为IO复用手段,提高单个线程的吞吐能力,使用1:N线程池和无锁任务队列,提高框架的响应能力;另一方面是传输协议,负责消息描述和编解码的数据处理模块使用自定义二进制通信协议,不同于常见远程过程调用(Remote Procedure Call,RPC)框架消息传输采用的HTTP协议,该协议有效传输体积更小,传输效率更高。为解决服务治理的问题,rush-RPC使用云原生的分布式集群管理中间件Etcd作为注册中心,并基于Etcd实现了服务注册和服务发现功能,同时还兼具服务监控和负载均衡等服务治理功能,可以稳定有效地对集群中的服务进行管理。与常见的RPC框架相比,rush-RPC重点设计并实现了并发性能更高的自研网络库,使用了传输体积更小的自定义数据协议,提高了服务节点的单机吞吐量,降低了节点之间的通信延时,而且具有稳定的服务注册、服务发现等分布式服务治理能力。
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