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當(dāng)微服務(wù)撞上區(qū)塊鏈

2018-03-12 14:43:39 csdn  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
導(dǎo)語:每一種新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展,都會與既有的技術(shù)與實(shí)踐存在著聯(lián)系,例如微服務(wù)作為一種技術(shù)架構(gòu),實(shí)際上是在SOA架構(gòu)和JavaEE等分布式架

OS Proof of Stake)方式,是一種通過業(yè)務(wù)規(guī)則達(dá)成共識的方式;實(shí)用拜占庭容錯(PBFT  Practical Byzantine Fault Tolerance)方式,是一種通過技術(shù)規(guī)則達(dá)成共識的機(jī)制。在公有鏈上,工作量證明(POW)還是一種最主要的共識方式,不容易取代,但在聯(lián)盟鏈上,完全可以根據(jù)自己的情況,創(chuàng)造出新的共識方式出來。我們就根據(jù)這一想法,在特定業(yè)務(wù)中創(chuàng)造過共識算法,解決分布式數(shù)據(jù)存儲的一致性問題。

 

點(diǎn)對點(diǎn)可靠傳輸:可靠消息與P2P

區(qū)塊鏈技術(shù)是一組技術(shù)的組合,既然是一個分布式的記賬簿,就要解決數(shù)據(jù)可靠傳輸問題。包括記賬節(jié)點(diǎn)(信任節(jié)點(diǎn))之間、非記賬節(jié)點(diǎn)(非信任節(jié)點(diǎn))、客戶端與記賬節(jié)點(diǎn)(信任節(jié)點(diǎn))之間的數(shù)據(jù)傳輸。在以前我們的方案中,往往通過可靠消息或者P2P方式解決數(shù)據(jù)傳輸問題,這些技術(shù)也被用于區(qū)塊鏈技術(shù)中。但必須說明的是,在真實(shí)業(yè)務(wù)場景下,不可能把所有的數(shù)據(jù)都記錄在記賬簿中,部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)還是要保存在自己的系統(tǒng)中,這就還需要在技術(shù)框架上做到本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈的記賬簿保持一致,后文會具體闡述,總之,區(qū)塊鏈平臺只能保證自身數(shù)據(jù)之間的一致,業(yè)務(wù)不能完全依賴區(qū)塊鏈平臺保證數(shù)據(jù)一致性。

 

智能合約:觸發(fā)器與存儲過程

智能合約是指當(dāng)一定條件滿足的情況下,可以被自動執(zhí)行的數(shù)字化合約。實(shí)現(xiàn)這一特性,在數(shù)據(jù)庫中就是由觸發(fā)器和存儲過程完成的。雖然在目前流行的應(yīng)用架構(gòu)中,都不建議把邏輯寫在存儲過程中,但觸發(fā)器和存儲過程還是常用的工具,尤其在數(shù)據(jù)遷移相關(guān)的運(yùn)維活動中。區(qū)塊鏈技術(shù)中智能合約就是觸發(fā)器和存儲過程,他是一個在沙箱中運(yùn)行的腳本,用于執(zhí)行區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)中的業(yè)務(wù)邏輯,也可以用于各種檢查。舉個例子,A產(chǎn)生一筆支付時,可以通過智能合約在數(shù)據(jù)鏈上進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)A的余額無法支付這筆交易,就可以中止這筆交易。和存儲過程相比,智能合約運(yùn)行在沙箱之中,不能對外部 API 做調(diào)用。這也比較好理解,如果允許外部調(diào)用,就可能無法保證自身的數(shù)據(jù)一致性,后面我們會講到這種缺陷如何彌補(bǔ)。美中不足的是目前的智能合約并不支持 SQL 語法。

 

數(shù)據(jù)安全:用業(yè)務(wù)手段達(dá)成妥協(xié)

交易數(shù)據(jù)是透明的,但不是全部透明,而是相對透明,這是區(qū)塊鏈技術(shù)的一個難點(diǎn),關(guān)鍵有二:(1)如何保護(hù)隱私,僅僅能看到自己可見的數(shù)據(jù);(2)密鑰分配問題,例如新加入鏈中的一個節(jié)點(diǎn)會被分配一個新的密鑰,如何用這個密鑰解讀以前鏈中存儲的信息。可見與不可見,這是一個矛盾,理論上沒有一個完美的方案,這里我不對區(qū)塊鏈技術(shù)如何加密、如何做密鑰管理、如何同態(tài)加密等方式做解讀,而是講講如何通過業(yè)務(wù)方法而不是技術(shù)手段規(guī)避這一問題。舉個例子,在一個小企業(yè)支付的聯(lián)盟鏈中,核心企業(yè)包括某銀行、企業(yè)A,為A的上下游企業(yè)提供信貸業(yè)務(wù),對于所有交易的數(shù)據(jù),銀行和核心企業(yè)A都是可見的,他們擁有記賬節(jié)點(diǎn),對于其他加盟企業(yè),只擁有非記賬節(jié)點(diǎn),他們雖然也有全部的數(shù)據(jù),但是只能看到自己相關(guān)的數(shù)據(jù)。很明顯,加盟企業(yè)放棄了自己的部分隱私權(quán),但也得到了生意的機(jī)會,這種方式加盟企業(yè)是可以接受的,就好比貸款企業(yè)要向銀行提供經(jīng)營數(shù)據(jù)一樣。數(shù)據(jù)安全問題,在技術(shù)上很難解決,但通過業(yè)務(wù)手段是可以規(guī)避的,這也是我們看好聯(lián)盟鏈的重要原因。

 

為分布式應(yīng)用而生的微服務(wù),與區(qū)塊鏈技術(shù)是天生的一對

最后說說區(qū)塊鏈技術(shù)與微服務(wù)架構(gòu)的關(guān)系。大家知道,微服務(wù)架構(gòu)是一個分布式的應(yīng)用技術(shù)架構(gòu),目的是有效的對應(yīng)用進(jìn)行拆分,實(shí)現(xiàn)敏捷開發(fā)、快速演化、便捷容錯與彈性伸縮。

 

微服務(wù)的一個核心概念是API網(wǎng)關(guān),由于服務(wù)的顆粒變細(xì),網(wǎng)關(guān)承擔(dān)著安全與訪問認(rèn)證等諸多職能。而在現(xiàn)有的大多數(shù)微服務(wù)架構(gòu)中,大家都更多的在談接入網(wǎng)關(guān)的概念,實(shí)際上按照信息的流向,除接入網(wǎng)關(guān)外,微服務(wù)還應(yīng)該有接出網(wǎng)關(guān)的概念。


前面說到,區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)上就是分布式數(shù)據(jù)庫,微服務(wù)架構(gòu)與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合,并不能簡單的看成是微服務(wù)與數(shù)據(jù)庫的結(jié)合,而應(yīng)該把區(qū)塊鏈平臺做為一個第三方應(yīng)用進(jìn)行交互,這也是微服務(wù)架構(gòu)很好發(fā)揮作用的地方。上圖中紅圈所示的就是微服務(wù)與區(qū)塊鏈平臺進(jìn)行交互的方式。而微服務(wù)的接出網(wǎng)關(guān),就應(yīng)該起到區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)的作用。
 

雖然目前的區(qū)塊鏈平臺一般都有SDK和REST服務(wù)兩種方式,按照上述的原則,一般不要使用 SDK,而是遠(yuǎn)程調(diào)用方式,采用微服務(wù)的設(shè)計原則,使用區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān),把微服務(wù)與區(qū)塊鏈平臺集成的功能集中到網(wǎng)關(guān)中,見下圖:

 

微服務(wù)通過區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)與區(qū)塊鏈平臺交互,區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)主要功能包括通訊網(wǎng)關(guān)、事件監(jiān)聽,同時配合微服務(wù)應(yīng)用框架,完成數(shù)據(jù)一致性、對賬功能。與區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)集成的能力,是微服務(wù)架構(gòu)天生具備的。所以我們說微服務(wù)與區(qū)塊鏈,天生是一對。

通訊網(wǎng)關(guān):處理微服務(wù)發(fā)起的對區(qū)塊鏈平臺的調(diào)用

由于區(qū)塊鏈平臺的服務(wù)能力(每秒交易數(shù) TPS)有限,為保證區(qū)塊鏈平臺的可用性,區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)采用了異步處理模式,實(shí)現(xiàn)限流、隔離、服務(wù)升降級等能力。

網(wǎng)關(guān)在微服務(wù)應(yīng)用與區(qū)塊鏈平臺之間建立了隔離,避免平臺與微服務(wù)之間互相影響,這是一種 MiddleBox 的集成方式,用一個獨(dú)立的基礎(chǔ)設(shè)施做集成。微服務(wù)之間的集成往往采用 MiddlePipe 的模式,但是區(qū)塊鏈平臺做為一個第三方應(yīng)用,采用 MiddleBox 方式比較好,統(tǒng)一管理與運(yùn)維比較方便。

由于區(qū)塊鏈平臺提供的接口各有不同,區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)在接受請求后記錄交易流水,把區(qū)塊鏈平臺提供的服務(wù)模擬為冪等服務(wù),調(diào)用者可以多次調(diào)用區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān),而區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)僅僅調(diào)用區(qū)塊鏈平臺一次。為方便運(yùn)維,我們可以為區(qū)塊鏈平臺提供的服務(wù)定義SLA,根據(jù)這些定義靈活的進(jìn)行調(diào)用的控制。

 

區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是一個 SEDA 架構(gòu)(分階段事件驅(qū)動架構(gòu)),把接入、接出和處理分開(處理主要是記錄流水、報文打解包、安全效驗(yàn)等功能),三階段之間用隊(duì)列連接,采用異步模擬同步的方式,這是一個用于集成的基礎(chǔ)架構(gòu)。

 

接入、處理、接出三個階段可處理資源是可以調(diào)配的,資源主要包括處理線程和接入接出的連接,根據(jù)不同業(yè)務(wù)可以有不同的資源為之服務(wù),這樣升降級、限流等特性就比較容易實(shí)現(xiàn)。

為了方便運(yùn)維,需要對業(yè)務(wù)有分組的能力,可以根據(jù)分組進(jìn)行批量的運(yùn)維管理。

 

事件監(jiān)聽:Hook與輪詢模式

如果記賬簿發(fā)生了改變,如何通知微服務(wù)呢,這就是區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)中事件監(jiān)聽發(fā)揮的作用。目前很多區(qū)塊鏈平臺并沒有提供事件接口,即使未來有也很難統(tǒng)一,前面也說過,智能合約運(yùn)行在沙箱中,為保證數(shù)據(jù)一致性不可能支持對外部服務(wù)的調(diào)用,也不能做為事件監(jiān)聽的回調(diào),這樣就需要在區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)中進(jìn)行處理。

 

 

微服務(wù)可以注冊對某一類交易進(jìn)行監(jiān)聽,區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)定時通過區(qū)塊鏈平臺的查詢接口檢索,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變更時通知微服務(wù)。這是一個效率不高的方法,但區(qū)塊鏈平臺本身性能也不高,時延主要由共識機(jī)制造成,輪詢的做法并不會有太大影響,這也是期待區(qū)塊鏈平臺本身提升的地方。

 

數(shù)據(jù)一致性:可靠事件模式是首選

不能把所有數(shù)據(jù)都存儲在區(qū)塊鏈平臺中,而是將交易數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈平臺,這樣就有了本地數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈交易數(shù)據(jù)的一致性問題。

 

一般來說,我們不能依賴區(qū)塊鏈平臺支持事務(wù)的回滾,因?yàn)檫@個分布式的記賬簿一旦記賬就是不可更改的,我們甚至不能指望區(qū)塊鏈平臺實(shí)時給應(yīng)用反饋記賬是否成功,因?yàn)橛锌赡芊祷爻瑫r錯誤,不清楚是否記賬成功。于是,區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)需要和微服務(wù)配合保證數(shù)據(jù)的一致性。


一般情況下微服務(wù)中的業(yè)務(wù)處理采用異步模式,發(fā)出記賬申請后處于等待狀態(tài),區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)將記賬申請轉(zhuǎn)發(fā)給區(qū)塊鏈平臺。如果區(qū)塊鏈平臺返回接受Accept或者拒絕Reject,將結(jié)果通知微服務(wù);如果區(qū)塊鏈平臺返回超時或者不可確定錯誤,即開始定時輪詢,得到結(jié)果后通知微服務(wù)。同時,微服務(wù)本身需要具備事務(wù)補(bǔ)償?shù)哪J剑绻涃~失敗進(jìn)行反交易處理。這種數(shù)據(jù)一致性處理的方式,是微服務(wù)多種處理方式中的一種,我們一般使用服務(wù)編排的方式降低這種模式的開發(fā)復(fù)雜度。


下面是一個示例:

這是一個可靠事件與區(qū)塊鏈交互的流程:


1)應(yīng)用框架接到請求后首先記錄業(yè)務(wù)流水,然后執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯,記錄業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),最后在事件表中留下對區(qū)塊鏈平臺調(diào)用的記錄,事務(wù)完成
2)事件處理輪詢事件記錄,有更新時通過區(qū)塊鏈網(wǎng)關(guān)調(diào)用區(qū)塊鏈平臺,如果調(diào)用成功,改變事件狀態(tài),如果失敗就要調(diào)用業(yè)務(wù)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)制了

對賬

既然數(shù)據(jù)有本地存放,也有區(qū)塊鏈平臺存放,就有不一致

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責(zé)任編輯:售電衡衡

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