12.2 微服务架构

概述

微服务架构是一种将应用程序拆分为一组小型、独立服务的软件开发方法。每个服务运行在自己的进程中，通过轻量级机制（通常是HTTP API）进行通信，并围绕业务能力构建。本节将介绍如何在C#和.NET生态系统中实现微服务架构。

微服务核心概念

1. 服务边界划分

  • 业务能力导向：按业务领域划分服务边界（如订单服务、支付服务）
  • 单一职责原则：每个服务只关注一个特定功能
  • 独立部署：服务可独立开发、部署和扩展

2. 通信机制

  • 同步通信：REST API、gRPC
  • 异步通信：消息队列（RabbitMQ、Azure Service Bus）
  • 服务发现：Consul、Eureka等注册中心

3. 数据管理

  • 独立数据库：每个服务拥有自己的数据存储
  • 最终一致性：通过Saga模式等实现跨服务事务
  • CQRS模式：命令查询职责分离

.NET中的微服务实现

1. 技术栈选择

// 典型.NET微服务技术组合
var techStack = new {
    WebFramework = "ASP.NET Core",
    RPC = "gRPC",
    ServiceDiscovery = "Steeltoe/Consul",
    MessageBroker = "RabbitMQ/MassTransit",
    Containerization = "Docker+Kubernetes"
};

2. 服务模板

使用dotnet new webapi创建基础服务模板，推荐添加：

  • Swagger/OpenAPI支持
  • 健康检查端点
  • 配置中心集成
  • 分布式追踪

3. 关键实现模式

服务间通信

// gRPC服务定义示例
service OrderService {
    rpc CreateOrder (CreateOrderRequest) returns (CreateOrderResponse);
}

// REST客户端示例
public class PaymentServiceClient {
    private readonly HttpClient _client;
    
    public async Task<PaymentResult> ProcessPayment(PaymentRequest request) {
        var response = await _client.PostAsJsonAsync("/api/payments", request);
        return await response.Content.ReadFromJsonAsync<PaymentResult>();
    }
}

弹性模式实现

// 使用Polly实现重试机制
services.AddHttpClient<InventoryServiceClient>()
    .AddTransientHttpErrorPolicy(policy => 
        policy.WaitAndRetryAsync(3, retryAttempt => 
            TimeSpan.FromSeconds(Math.Pow(2, retryAttempt))));

微服务架构挑战与解决方案

挑战.NET解决方案
服务发现Steeltoe + Consul
配置管理Azure App Configuration/Spring Cloud Config
分布式追踪OpenTelemetry + Application Insights
API网关Ocelot/YARP
容器编排Kubernetes + Helm Charts

实战案例：电商微服务系统

OrderService (ASP.NET Core)
  ├─ 处理订单创建/查询
  ├─ 使用EF Core + SQL Server
  ├─ 通过gRPC调用InventoryService
  
PaymentService (ASP.NET Core)
  ├─ 处理支付流程
  ├─ 使用MongoDB
  ├─ 通过RabbitMQ发送支付事件
  
InventoryService (ASP.NET Core)
  ├─ 管理商品库存
  ├─ 使用PostgreSQL
  ├─ 提供gRPC端点

学习资源

  1. Microsoft官方微服务文档
  2. 《.NET微服务：架构与实现》电子书
  3. eShopOnContainers参考项目

最佳实践提示：从单体开始，随着业务复杂度增加逐步拆分为微服务。避免过早的微服务化带来的运维复杂性。


这个Markdown内容包含了：
1. 微服务核心理论概念
2. .NET具体实现技术
3. 代码示例和架构图
4. 常见问题解决方案
5. 实战案例参考
6. 学习资源推荐

内容深度适合中级到高级C#开发者，既包含架构理论也提供具体实现指导。
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