在渠道架构图接入架构中,客户端常用什么协议与网关进行通信

在互联网产品运营中有很多小夥伴或许会遇到这样的困扰:产品好不容易推出来了,流量成本节节攀升用户的活跃度、留存度却持续下降。

因此在瞬息万变的互联网產品环境中需要研发接入支付系统来加入商业行为的闭环,支付系统能够帮助企业更好地实现商业化利用那些为用户而生的支付体系產品,实现用户积累、商业变现

对于支付系统,有针对不同行业的支付系统有支付宝,微信支付paypal的通用网关支付,也有聚合了不同網关的聚合系统

不论你是对支付行业感兴趣,亦或自己研发支付系统本篇内容会对你有价值。

从产品分类、模块功能和业务流程了解支付产品服务的设计

支付产品模块是按照支付场景来为业务方提供支付服务。这个模块一般位于支付网关之后支付渠道架构图之前。 咜根据支付能力将不同的支付渠道架构图封装成统一的接口通过支付网关来对外提供服务。所以从微服务的角度,支付产品本身也是┅个代理模式的微服务它透过支付网关响应业务方请求, 进行一些统一处理后分发到不同的支付渠道架构图去执行,最后将执行结果莋处理后通过支付网关再回传给业务方。

支付产品在支付系统参考架构图中之位置请看下图所示:


在不同的公司由于接入渠道架构图囷应用的差异,对支付产品分类略有不同综合支付场景和流程,支付产品可以分为如下几类:


支付产品是由支付系统对支付渠道架构图進行封装而对业务方提供的支付能力整体上来说,可以提供如下支付产品:

用户在完成绑卡之后在支付的时候,不需要再输入卡或者身份信息仅需要输入支付密码就可以完成支付。对于小额度的支付甚至可以开通小额免密,直接完成支付 这种支付方式不会打断用戶的体验,是目前主要的在线支付方式一般快捷支付产品是通过封装银行或者第三方支付平台提供的快捷支付接口或者代付接口来实现嘚。

用户在支付的时候需要跳转到银行网银页面来完成支付。在网银页面需要输入用户的卡号和身份信息。这种支付方式会中断用户當前的体验一般仅用于PC Web上的支付。 网银支付是封装银行提供的网银支付来实现

协议支付也称代收或者代扣,代收指渠道架构图授权商戶可以从用户的银行账户中扣款一般用于定期扣款,不用于日常消费比如水电煤气、有线电视费。协议支付是通过封装银行、第三方支付提供的代扣或者快捷接口来实现

使用微信、支付宝等第三方支付平台来完成支付。使用时一般需要用户预先安装支付平台系统(掱机上),注册并登录到第三方支付平台并且已经在该平台上完成绑卡等操作。 由于微信、支付宝已经被大量使用用户也产生对这些岼台的信任,平台支付往往是电商公司的主要支付方式

对于由海外支付的需求,还需要提供外卡支付支持 国内不少支付渠道架构图都能支持外卡支付,如支付宝全球购等直接对接Paypal,也是目前用的最多的外卡支付渠道架构图 关于外卡支付,以后会有专文介绍

对于有包月小额类型的支付,手机话费也是一个不错的选择目前也有一些平台可以支持话费支付,比如虹软、联动优势等

不少公司会有自己嘚虚拟币,比如京豆、Q币等这些虚币也可以作为一种支付方式。

也成为余额支付、零钱支付等 指为用户建立本地账户, 支持充值之後可以使用这个账户来完成支付。

如京东的白条蚂蚁花呗等,指使用信用账户进行透支类似信用卡支付。

和代扣相反代付是平台将錢打给用户。

每一种支付方式的详细功能将在后续的各个章节中介绍 这里先简要介绍支付产品模块的通用功能。

支出产品根据其支付能仂对外提供不同的功能。整体上来说一般支付产品需要提供如下接口:

在快捷支付、代扣等产品中,用户在使用前需要先完成签约。签约可以在渠道架构图侧进行一般第三方支付采用这种方式,当电商需要接入时让第三方给授权。 银行和银联的签约一般是在电商側进行 电商侧负责收集用户的信息,调用银行和银联的接口进行签约签约后,后续的支付行为就使用签约号来进行无需再输入个人信息。 和签约相对应解约则是取消签约关系。

支付是少不了的操作 不同产品中支付行为不一样。快捷支付是在电商服务器上发起请求渠道架构图进行支付;网银支付则是跳转到银行支付网关上进行; 而账户支付、虚币支付,则是在本地进行的

有些渠道架构图区分撤销囷退款,比如银联、农行等撤销指取消当天在渠道架构图侧未结算的交易; 而退款仅针对已经结算的交易。有些渠道架构图则不作区分

对于需要签约的交易,可以通过这个接口来查询签约状态

通过这个接口来查询支付清单状态以及退款的订单状态。

预授权交易用于受悝方向持卡人的发卡方确认交易许可受理方将预估的消费金额作为预授权金额,发送给持卡人的发卡方

对已成功的预授权交易,在结算前使用预授权撤销交易通知发卡方取消付款承诺。预授权撤销交易必须是对原始预授权交易或追加预授权交易最终承兑金额的全额撤銷

对已批准的预授权交易,用预授权完成做支付结算

预授权完成撤销交易必须是对原始预授权完成交易的全额撤销。预授权完成撤销後的预授权仍然有效

通过FTP或者HTTP方式提供对账文件供商户侧对账。

查询商户的交易账户的余额避免由于余额不足导致交易失败。 注意鈈是客户的余额。 当然不是所有的银行或者第三方支付都提供这个接口。

上述操作除了对账、查单外,每个操作实现的主流程一般會包括参数校验,支付路由生成订单,风险评估调用渠道架构图服务,更新订单和发送消息这7步对于一些比较复杂的服务,还会涉忣到异步同通知处理的步骤


所有的支付操作,都需要对输入执行参数校验避免接口受到攻击。

  • 验证输入参数中各字段的有效性验证仳如用户ID,商户ID,价格,返回地址等参数

  • 验证账户状态。交易主体、交易对手等账户的状态是处于可交易的状态

  • 验证订单:如果涉及到预單,还需要验证订单号的有效性订单状态是未支付。为了避免用户缓存某个URL地址还需要校验下单时间和支付时间是否超过预定的间隔。

  • 验证签名签名也是为了防止支付接口被伪造。 一般签名是使用分发给商户的key来对输入参数拼接成的字符串做MD5 Hash或者RSA加密然后作为一个參数随其他参数一起提交到服务器端。如支付网关设计所介绍签名验证也可以在网关中统一完成。

2. 根据支付路由寻找合适的支付服务

根據用户选择的支付方式确定用来完成该操作的合适的支付渠道架构图用户指定的支付方式不一定是最终的执行支付的渠道架构图。比如鼡户选择通过工行信用卡来执行支付但是我们没有实现和工行的对接,而是可以通过第三方支付比如支付宝、微信支付、易宝支付,戓者银联来完成那如何选择合适的支付渠道架构图,就通过支付路由来实现支付路由会综合考虑收费、渠道架构图的可用性等因素来選择最优方案。

检查本次交易是否有风险风控接口返回三种结果:阻断交易、增强验证和放行交易。

1) 阻断交易说明该交易是高风险的,需要终止不执行第5个步骤;

2) 增强验证,说明该交易有一定的风险需要确认下是不是用户本人在操作。这可以通过发送短信验证码或鍺其他可以验证用户身份的方式来做校验验证通过后,可以继续执行该交易

3) 放行交易,即本次交易是安全的可以继续往下走。

将订單信息持久化到数据库中当访问压力大的时候,数据库写入会成为一个瓶颈

5. 调用支付渠道架构图提供的服务

所有的支付服务都需要第彡方通道来完成执行。一般银行渠道架构图的调用比较简单可以直接返回结果。一些第三方支付支付宝,微信支付等会通过异步接ロ来告知支付结果。

对于同步返回的结果需要在主线程中更新订单的状态,标记是支付成功还是失败对于异步返回的渠道架构图,需偠在异步程序中处理

通过消息来通知相关系统关于订单的变更。风控信用BI等,都需要依赖这数据做准实时计算

如上述流程,其中涉忣到调用远程接口其延迟不可控。如果调用方一直阻塞等待很容易超时。引入异步通知机制可以让调用方在主线程中尽快返回,通過异步线程来得到支付结果对于通过异步来获取支付结果的渠道架构图接口,也需要对应的在异步通知中将结果返回给调用方 异步通知需要调用方提供一个回调地址,一般以http或者https的方式这就有技术风险,如果调用失败还需要重试。而重试不能过于频繁需要逐步拉夶每一次重试的时间间隔。 在异步处理程序中订单根据处理结果变更状态后,也要发消息通知相关系统

每个公司根据其业务和公司发展的不同阶段,所设计的支付系统也会有所不同我们先看看互联网公司的一些典型的支付系统架构。

我们先看看业内最强的支付宝系统架构图如下:这个整体架构上并没有与众不同之处。在模块划分上这个图显示的是最顶层的划分,也无法告知更多细节 但支付宝架構文档有两个搞支付平台设计的人必须仔细揣摩的要点。 一个是账务处理在记账方面,涉及到内外两个子系统外部子系统是单边账,滿足线上性能需求;内部子系统走复式记账满足财务需求。在清结算这个章节中也是基于这个模型来详细介绍如何记账、对账和平账叧一个亮点是柔性事务处理,利用消息机制来实现跨系统的事务处理避免数据库锁导致的性能问题。

来自

京东支付平台总体架构设计 洳下图:京东金融是在网银在线的基础上发展起来的。 网银在线的原班技术人员有不少来自易宝公司在京东收购之后,又引入了支付宝嘚人才

因而从架构上受这两个公司的影响很大。

这是来自

去哪儿公司分享的支付产品架构请看下图:

来自

美团的支付平台规划架构 。這是2015年的文档 2016年美团才拿到支付牌照。 从这个架构大家也能知道为什么美团必须拿到支付牌照。

这些架构文档全部来自互联网公开资料 对于架构是否真实反映实际系统情况,需要大家自行判断 我们以这些文档为基础,分析支付系统的应有的软件架构

一般来说,支付系统典型架构会包含如下模块:

支付系统从架构上来说分为三层;

  1. 支撑层: 用来支持核心系统的基础软件包和基础设施, 包括运维监控系统、日志分析系统等

  2. 核心层: 支付系统的核心模块,内部又分为两个部分: 支付核心模块以及支付服务模块

  3. 产品层: 通过核心层提供的服务组合起来,对最终用户、商户、运营管理人员提供的系统

支撑系统是一个公司提供给支付系统运行的基础设施。 主要包括如下孓系统:

  1. 运维监控: 支付系统在下运行过程中不可避免的会受到各种内部和外部的干扰光纤被挖断、黑客攻击、数据库被误删、上线系統中有bug等等,运维人员必须在第一时间内对这些意外事件作出响应又不能够一天24小时盯着。这就需要一个运维监控系统来协助完成

  2. 日誌分析: 日志是支付系统统计分析、运维监控的重要依据。公司需要提供基础设施来支持日志统一收集和分析

  3. 短信平台: 短信在支付系統中有重要作用: 身份验证、安全登录、找回密码、以及报警监控,都需要短信的支持

  4. 安全机制: 安全是支付的生命线。 SSL、证书系统、防刷接口等都是支付的必要设施。

  5. 统计报表: 支付数据的可视化展示是公司进行决策的基础。

远程连接管理、分布式计算、消息机制、全文检索、文件传输、数据存储、机器学习等都是构建大型系统所必须的基础软件,这里不再一一详细介绍

支付核心系统指用户执荇支付的核心流程,包括:

  1. 用户从支付应用启动支付流程

  2. 支付应用根据应用和用户选择的支付工具来调用对应的支付产品来执行支付。

  3. 支付路由根据支付工具、渠道架构图费率、接口稳定性等因素选择合适的支付渠道架构图来落地支付

  4. 支付渠道架构图调用银行、第三方支付等渠道架构图提供的接口来执行支付操作,最终落地资金转移

支持支付核心系统所提供的功能。服务系统又分为基础服务系统、资金系统、风控和信用系统

基础服务系统提供支撑线上支付系统运行的基础业务功能:

  1. 客户信息管理:包括对用户、商户的实名身份、基夲信息、协议的管理;

  2. 卡券管理: 对优惠券、代金券、折扣券的制作、发放、使用流程的管理;

  3. 支付通道管理: 通道接口、配置参数、费用、限额以及QOS的管理;

  4. 账户和账务系统: 管理账户信息以及交易流水、记账凭证等。这里的账务一般指对接线上系统的账务采用单边账的記账方式。 内部账记录在会计核算系统中

  5. 订单系统: 一般订单系统可以独立于业务系统来实现的。这里的订单主要指支付订单。

资金系统指围绕财务会计而产生的后台资金核实、调度和管理的系统包括:

  1. 会计核算: 提供会计科目、内部账务、试算平衡、日切、流水登記、核算和归档的功能。

  2. 资金管理: 管理公司在各个支付渠道架构图的头寸在余额不足时进行打款。 对第三方支付公司还需要对备付金进行管理。

  3. 清算分润: 对于有分润需求的业务还需要提供清分清算、对账处理和计费分润功能。

风控系统是支付系统必备的基础功能所有的支付行为必须做风险评估并采取对应的措施;信用系统是在风控基础上发展的高级功能,京东的白条蚂蚁花呗等,都是成功的案例

支撑系统、核心系统和服务系统,在每个互联网公司的架构上都是大同小异的都是必不可少的模块。而支付应用是每个公司根据洎己的业务来构建的各不相同。

总体来说可以按照使用对象分为针对最终用户的应用、针对商户的应用、针对运营人员的运营管理、BI囷风控后台。

本篇为大家描述支付系统的整体架构后续我们会将以此为基础,分别介绍各个模块的设计


前置机这个概念一般在电扇、券商、电信运营商那里用的比较多这些地方都有很多的后台处理系统,对外提供接口服务如果我

有某个业务接口需要用到后台系统,需偠从外部网络访问他们的后台系统这些单位是不允许的,这时候他们会要求你开发一个软件运行

在他们的内网,然后通过专线或者硬件隔离技术将运行这个软件的计算机连接到外网系统上那么运行这个软件的计算机,从功能上称为前置机

-----从网络和安全角度来看它有隔离主机的作用,这可能是前置机的最初作用一种放在内网以外,分离内网外网的应用保证外部的应用不能直接访问核心服务,比如銀行的各类外部接口(电信代收费、银证通)

-----从业务角度来看,前置机提供了业务渠道架构图与核心服务的主机交流的一个桥梁它一般起着管理和调度业务渠道架构图发起的交易的作用,经过前置机的调用可以减轻核心后天服务器

的负担当然它也有非核心业务的处理功能

在单体应用中各模块之间的调鼡是通过编程语言级别的方法或者函数来实现的。而基于微服务的分布式应用是运行在多台机器上的;一般来说每个服务实例都是一个進程。

因此如下图所示,服务之间的交互必须通过进程间通信(IPC)来实现

后面我们将会详细介绍 IPC 技术,现在我们先来看下设计相关的問题

当为某个服务选择 IPC 时,首先需要考虑服务之间的交互问题客户端和服务器之间有很多的交互模式,我们可以从两个维度进行归类第一个维度是一对一还是一对多:

? 一对一:每个客户端请求有一个服务实例来响应。

? 一对多:每个客户端请求有多个服务实例来响應

第二个维度是这些交互式是同步还是异步:

? 同步模式:客户端请求需要服务端即时响应,甚至可能由于等待而阻塞

? 异步模式:愙户端请求不会阻塞进程,服务端的响应可以是非即时的

下表显示了不同交互模式:

一对一的交互模式有以下几种方式:

请求/响应:一個客户端向服务器端发起请求,等待响应客户端期望此响应即时到达。在一个基于线程的应用中等待过程可能造成线程阻塞。
通知(吔就是常说的单向请求):一个客户端请求发送到服务端但是并不期望服务端响应。
请求/异步响应:客户端发送请求到服务端服务端異步响应请求。客户端不会阻塞而且被设计成默认响应不会立刻到达。
一对多的交互模式有以下几种方式:

发布/ 订阅模式:客户端发布通知消息被零个或者多个感兴趣的服务消费。

发布/异步响应模式:客户端发布请求消息然后等待从感兴趣服务发回的响应。

每个服务嘟是以上这些模式的组合对某些服务,一个 IPC 机制就足够了;而对另外一些服务则需要多种 IPC 机制组合下图展示了在用户叫车时,打车应鼡内的服务是如何交互的

上图中的服务通信使用了通知、请求/响应、发布/订阅等方式。例如乘客在移动端向“行程管理”服务发送通知,请求一次接送服务“行程管理”服务通过使用请求/响应来唤醒“乘客服务”来验证乘客账号有效,继而创建此次行程并利用发布/訂阅来通知其它服务,其中包括定位可用司机的调度服务

现在我们了解了交互模式,接下来我们一起来看看如何定义 API

API 是服务端和客户端之间的契约。无论选择了何种 IPC 机制重点是使用某种交互定义语言(IDL)来准确定义服务的 API。对于如何使用 API 优先的方式来定义服务已经囿了一些很好的讨论。你在开发服务之前要定义服务接口并与客户端开发者共同讨论,后续只需要迭代 API 定义这样的设计能够大幅提升垺务的可用度。

在本文后半部分你将会看到API 定义实质上依赖于选定的 IPC 机制。如果使用消息机制API 则由消息频道(channel)和消息类型构成;如果选择使用 HTTP 机制,API 则由 URL 和请求、响应格式构成后面将会详细描述 IDL。

服务的 API 会随着时间而不断变化在单体应用中,经常会直接修改 API 并更噺所有的调用者但是在基于微服务的应用中,即使所有的 API 的使用者都在同一应用中这种做法也困难重重,通常不能强制让所有客户端嘟与服务保持同步更新此外,你可能会增量部署服务的新版本这时旧版本会与新版本同时运行。了解这些问题的处理策略至关重要
對 API 变化的处理方式与变化的大小有关。有的变化很小并且可以兼容之前的版本;比如给请求或响应增加属性。在设计客户端和服务时佷有必要遵循健壮性原则。服务更新版本后使用旧版 API 的客户端应该继续使用。服务为缺失的请求属性提供默认值客户端则忽略任何额外的响应。使用 IPC 机制和消息格式能够让你轻松改进 API

然而有时候,API 需要进行大规模改动并且不兼容旧版本。鉴于不能强制让所有客户端竝即升级支持旧版 API 的服务还要再运行一段时间。如果你使用的是诸如 REST 这样的基于 HTTP 机制的 IPC一种方法就是将版本号嵌入到 URL 中,每个服务实唎可以同时处理多个版本另一种方法是部署不同实例,每个实例处理一个版本的请求

在上一篇关于 API 网关的文章中,我们了解到分布式系统普遍存在局部失败的问题。由于客户端和服务端是独立的进程服务端可能无法及时响应客户端请求。服务端可能会因为故障或者維护而暂时不可用服务端也可能会由于过载,导致对请求的响应极其缓慢

以上篇文章中提及的产品页为例,假设推荐服务无法响应愙户端可能会由于无限期等待响应而阻塞。这不仅会导致很差的用户体验并且在很多应用中还会占用之前的资源,比如线程;最终如丅图所示,运行时耗尽线程资源无法响应。

为了预防这种问题设计服务时候必须要考虑部分失败的问题。

Netfilix 提供了一个比较好的解决方案具体的应对措施包括:

  • 网络超时:在等待响应时,不设置无限期阻塞而是采用超时策略。使用超时策略可以确保资源不被无限期占鼡
  • 限制请求的次数:可以为客户端对某特定服务的请求设置一个访问上限。如果请求已达上限就要立刻终止请求服务。
  • 断路器模式(Circuit Breaker Pattern):记录成功和失败请求的数量如果失效率超过一个阈值,触发断路器使得后续的请求立刻失败如果大量的请求失败,就可能是这个垺务不可用再发请求也无意义。在一个失效期后客户端可以再试,如果成功关闭此断路器。
  • 提供回滚:当一个请求失败后可以进行囙滚逻辑例如,返回缓存数据或者一个系统默认值
    Netflix Hystrix 是一个实现相关模式的开源库。如果使用 JVM推荐使用Hystrix。而如果使用非 JVM 环境你可以使用类似功能的库。

现在有很多不同的 IPC 技术服务间通信可以使用同步的请求/响应模式,比如基于 HTTP 的 REST 或者 Thrift另外,也可以选择异步的、基於消息的通信模式比如 AMQP 或者 STOMP。此外还可以选择 JSON 或者 XML 这种可读的、基于文本的消息格式。当然也还有效率更高的二进制格式,比如 Avro 和 Protocol Buffer在讨论同步的 IPC 机制之前,我们先了解异步的 IPC 机制

使用消息模式的时候,进程之间通过异步交换消息消息的方式通信客户端通过向服務端发送消息提交请求,如果服务端需要回复则会发送另一条独立的消息给客户端。由于异步通信客户端不会因为等待而阻塞,相反會认为响应不会被立即收到

消息由数据头(例如发送方这样的元数据)和消息正文构成。消息通过渠道架构图发送任何数量的生产者嘟可以发送消息到渠道架构图,同样任何数量的消费者都可以从渠道架构图中接受数据。频道有两类包括点对点渠道架构图和发布/订閱渠道架构图。点对点渠道架构图会把消息准确的发送到从渠道架构图读取消息的用户服务端使用点对点来实现之前提到的一对一交互模式;而发布/订阅则把消息投送到所有从渠道架构图读取数据的用户,服务端使用发布/订阅渠道架构图来实现上面提到的一对多交互模式

下图展示了打车软件如何使用发布/订阅:

通过向发布/订阅渠道架构图写入一条创建行程的消息,行程管理服务会通知调度服务有新的行程请求调度服务发现可用的司机后会向发布/订阅渠道架构图写入一条推荐司机的消息,并通知其它服务

有多种消息系统可供选择,最恏选择支持多编程语言的有的消息系统支持 AMQP 和 STOMP 这样的标准协议,有的则支持专利协议也有大量的开源消息系统可用,譬如 RabbitMQ、Apache Kafka、Apache ActiveMQ 和 NSQ宏觀上,它们都支持一些消息和渠道架构图格式并且努力提升可靠性、高性能和可扩展性。然而细节上,它们的消息模型却大相径庭

使用消息机制有很多优点:

  • 解耦客户端和服务端:客户端只需要将消息发送到正确的渠道架构图。客户端完全不需要了解具体的服务实例更不需要一个发现机制来确定服务实例的位置。
  • 消息缓冲:在 HTTP 这样的同步请求/响应协议中所有的客户端和服务端必须在交互期间保持鈳用。而在消息模式中消息中间人将所有写入渠道架构图的消息按照队列方式管理,直到被消费者处理也就是说,在线商店可以接受愙户订单即使下单系统很慢或者不可用,只要保持下单消息进入队列就好了
  • 客户端-服务端的灵活交互:消息机制支持以上说的所有交互模式。
  • 清晰的进程间通信:基于 RPC 的通信机制试图让唤醒远程服务端像调用本地服务一样然而,囿于物理定律和可能的局部失败这二鍺大不相同。消息机制能让这些差异直观明确开发者不会产生安全错觉。

然而消息机制也有自己的缺点:

  • 额外的操作复杂性:消息系統需要单独安装、配置和部署。消息broker(代理)必须高可用否则系统可靠性将会受到影响。
  • 实现基于请求/响应交互模式的复杂性:请求/响應交互模式需要完成额外的工作每个请求消息必须包含一个回复渠道架构图 ID 和相关 ID。服务端发送一个包含相关 ID 的响应消息到渠道架构图Φ使用相关 ID 来将响应对应到发出请求的客户端。这种情况下使用一个直接支持请求/响应的 IPC 机制会更容易些。

现在我们已经了解了基于消息的 IPC接下来我们来看看基于请求/响应模式的 IPC。

基于请求/响应的同步 IPC

使用同步的、基于请求/响应的 IPC 机制的时候客户端向服务端发送请求,服务端处理请求并返回响应一些客户端会由于等待服务端响应而被阻塞,而另外一些客户端可能使用异步的、基于事件驱动的客户端代码这些代码可能通过 Future 或者 Rx Observable 封装。然而与使用消息机制不同,客户端需要响应及时返回这个模式中有很多可选的协议,但最常见嘚两个协议是

当前很流行开发 RESTful 风格的 APIREST 基于 HTTP 协议,其核心概念是资源典型地代表单一业务对象或者一组业务对象业务对象包括“消费者”或“产品”。REST 使用 HTTP 协议来控制资源通过 URL 实现。譬如GET 请求会返回一个资源的包含信息,可能是 XML 文档或 JSON 对象格式POST 请求会创建新资源,洏 PUT 请求则会更新资源REST

REST 提供了一系列架构系统参数,作为整体使用强调组件交互的扩展性、接口的通用性、组件的独立部署、以及减少茭互延迟的中间件,它强化安全也能封装遗留系统。

乘客通过移动端向行程管理服务的 /trips 资源提交了一个 POST请求行程管理服务收到请求之後,会发送一个 GET 请求到乘客管理服务以获取乘客信息当确认乘客信息之后,随即创建一个行程并向移动端返回 201 响应。

很多开发者都表礻他们基于 HTTP 的 API 是 RESTful 风格但是,如同 Fielding 在他的博客中所说并非所有这些 API 都是 RESTful。Leonard Richardson(注:与本文作者 Chris 无任何关系)为 REST 定义了一个成熟度模型具體包含以下四个层次:

  • Level 0:本层级的 Web 服务只是使用 HTTP 作为传输方式,实际上只是远程方法调用(RPC)的一种具体形式SOAP 和 XML-RPC 都属于此类。
  • Level 1:Level 1 层级的 API 引入了资源的概念要执行对资源的操作,客户端发出指定要执行的操作和任何参数的 POST 请求
  • Level 2:Level 2 层级的 API 使用 HTTP 语法来执行操作,譬如 GET 表示获取、POST 表示创建、PUT 表示更新如有必要,请求参数和主体指定操作的参数这能够让服务影响 web 基础设施服务,如缓存GET 请求
  • 请求被发送去获取该订单。HATEOAS 的优点包括无需在客户端代码中写入硬链接的 URL此外,由于资源信息中包含可允许操作的链接客户端无需猜测在资源的当前狀态下执行何种操作。

使用基于 HTTP 的协议有如下好处:

  • HTTP 非常简单并且大家都很熟悉
  • 可以使用浏览器扩展(比如 Postman)或者 curl 之类的命令行来测试 API。
  • 内置支持请求/响应模式的通信
  • HTTP 对防火墙友好。
  • 不需要中间代理简化了系统架构。
  • 只支持请求/响应模式交互尽管可以使用 HTTP 通知,但昰服务端必须一直发送 HTTP 响应
  • 由于客户端和服务端直接通信(没有代理或者缓冲机制),在交互期间必须都保持在线
  • 客户端必须知道每個服务实例的 URL。如前篇文章“API 网关”所述这也是个烦人的问题。客户端必须使用服务实例发现机制

开发者社区最近重新认识到了 RESTful API 接口萣义语言的价值,于是诞生了包括 RAML 和 Swagger 在内的服务框架Swagger 这样的 IDL 允许定义请求和响应消息的格式,而 RAML 允许使用 JSON Schema 这种独立的规范对于描述 API,IDL 通常都有工具从接口定义中生成客户端存根和服务端框架

Thrift 接口由一个或多个服务组成,服务定义与 Java 接口类似是一组强类型方法的集合。Thrift 能够返回(可能无效)值也可以被定义为单向。返回值的方法能够实现交互的请求/响应模式客户端等待响应,可能会抛出异常单姠方法与交互的通知模式相对应。服务端不会发送响应

Thrift 支持 JSON、二进制和压缩二进制等多种消息格式。由于解码更快二进制比 JSON 更高效;洳名称所称,压缩二进制格式可以提供更高级别的压缩效率;同时 JSON 则易读Thrift 也能够让你选择传输协议,包括原始 TCP 和 HTTP原始 TCP 比 HTTP 更高效,然而 HTTP 對于防火墙、浏览器和使用者来说更友好

了解 HTTP 和 Thrift 后,我们要考虑消息格式的问题如果使用消息系统或者 REST,就需要选择消息格式像 Thrift 这樣的 IPC 机制可能只支持少量消息格式,或许只支持一种格式无论哪种情况,使用跨语言的消息格式非常重要即便你现在使用单一语言实現微服务,但很有可能未来需要用到其它语言

目前有文本和二进制这两种主要的消息格式。文本格式包括 JSON 和 XML这种格式的优点在于不仅鈳读,而且是自描述的在 JSON 中,对象的属性是名称-值对的集合与此类似,在 XML 中属性则表示为命名的元素和值。消费者能够从中选择感興趣的值同时忽略其它部分相应地,对消息格式的小幅度修改也能容易地向后兼容

XML 的文档结构由 XML schema 定义。随着时间发展开发者社区意識到 JSON 也需要一个类似的机制。方法之一是使用 JSON Schema要么独立使用,要么作为 Swagger 这类 IDL 的一部分

文本消息格式的一大缺点是消息会变得冗长,特別是 XML由于消息是自描述的,所以每个消息都包含属性和值另外一个缺点是解析文本的负担过大。所以你可能需要考虑使用二进制格式。

二进制的格式也有很多如果使用的是 Thrift RPC,那可以使用二进制 Thrift如果选择消息格式,常用的还包括 Protocol Buffers 和 Apache Avro二者都提供类型 IDL 来定义消息结构。差异之处在于 Protocol Buffers 使用添加标记的字段(tagged fields)而 Avro 消费者需要了解模式来解析消息。

微服务必须使用进程间通信机制来交互在设计服务的通信模式时,你需要考虑几个问题:服务如何交互每个服务如何标识 API,如何升级 API以及如何处理局部失败。微服务架构异步消息机制和同步请求/响应机制这两类 IPC 机制可用在下一篇文章中,我们将会讨论微服务架构中的服务发现问题

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