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区块链与微服务天生是一对

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《当微服务撞上区块链》系列微课分为:
1、区块链的业务价值是通过数据共享降低信任成本
2、区块链的本质是分布式数据库
3、区块链与微服务天生是一对(本文)

为分布式应用而生的微服务与区块链技术是天生的一对

这期说说区块链技术与微服务架构的关系。大家知道,微服务架构是一个分布式的应用技术架构,目的是有效的对应用进行拆分,实现敏捷开发、快速演化、便捷容错与弹性伸缩。前面说到,区块链技术本质上就是分布式数据库,微服务架构与区块链技术的结合,并不能简单的看成是微服务与数据库的结合,而应该把区块链平台做为一个第三方应用进行交互,这也是微服务架构很好发挥作用的地方。

虽然目前的区块链平台一般都有SDK和REST服务两种方式,按照上述的原则,一般不要使用 SDK,而是远程调用方式,采用微服务的设计原则,使用区块链网关,把微服务与区块链平台集成的功能集中到网关中,见下图:
图片描述

微服务通过区块链网关与区块链平台交互,区块链网关主要功能包括通讯网关、事件监听,同时配合微服务应用框架,完成数据一致性、对账功能。与区块链网关集成的能力,是微服务架构天生具备的。

1、通讯网关

通讯网关,负责处理微服务发起的对区块链平台的调用。

由于区块链平台的服务能力(每秒交易数 TPS)有限,为保证区块链平台的可用性,区块链网关采用了异步处理模式,实现限流、隔离、服务升降级等能力。

由于区块链平台提供的接口各有不同,区块链网关在接受请求后记录交易流水,把区块链平台提供的服务模拟为幂等服务,调用者可以多次调用区块链网关,而区块链网关仅仅调用区块链平台一次。为方便运维,我们可以为区块链平台提供的服务定义SLA,根据这些定义灵活的进行调用的控制。

2、事件监听

如果记账簿发生了改变,如何通知微服务呢,这就是区块链网关中事件监听发挥的作用。目前很多区块链平台并没有提供事件接口,即使未来有也很难统一,前面也说过,智能合约运行在沙箱中,为保证数据一致性不可能支持对外部服务的调用,也不能做为事件监听的回调,这样就需要在区块链网关中进行处理。

微服务可以注册对某一类交易进行监听,区块链网关定时通过区块链平台的查询接口检索,发现数据变更时通知微服务。这是一个效率不高的方法,但区块链平台本身性能也不高,时延主要由共识机制造成,轮训的做法并不会有太大影响,这也是期待区块链平台本身提升的地方。

3、数据一致性

不能把所有数据都存储在区块链平台中,而是将交易数据存储在区块链平台,这样就有了本地数据库的数据与区块链交易数据的一致性问题。一般来说,我们不能依赖区块链平台支持事务的回滚,因为这个分布式的记账簿一旦记账就是不可更改的,我们甚至不能指望区块链平台实时给应用反馈记账是否成功,因为有可能返回超时错误,不清楚是否记账成功。

于是,区块链网关需要和微服务配合保证数据的一致性,一般情况下微服务中的业务处理采用异步模式,发出记账申请后处于等待状态,区块链网关将记账申请转发给区块链平台。如果区块链平台返回接受Accept或者拒绝Reject,将结果通知微服务;如果区块链平台返回超时或者不可确定错误,即开始定时轮询,得到结果后通知微服务。

同时,微服务本身需要具备事务补偿的模式,如果记账失败进行反交易处理。这种数据一致性处理的方式,是微服务多种处理方式中的一种,我们一般使用服务编排的方式降低这种模式的开发复杂度。

4、对账

既然数据有本地存放,也有区块链平台存放,就有不一致的可能,就必须对账。传统对账有以我为主、以他为主两种模式。这里就只能以他为主,以区块链平台为主了。由于区块链技术针对交易的特点对存储结构进行了要求,利用已有的时间戳、交易先后次序,可以是对账变得更加容易。

总结

区块链是一种新兴的技术,他的本质是一种加入业务特性的分布式数据库,通过对区块链技术的研究,我们找到了业务与区块链技术结合的方式,提出了微服务应用架构集成区块链的技术模式,以上是对我们研究成果一个简要介绍,后续我们还会对使用区块链技术的细节进行分析,与大家共同探讨。

关于作者
焦烈焱
EAII-企业架构创新研究院 常务理事
2001年加入普元信息,现任CTO,全面负责普元信息技术与产品的运营工作,公司技术发展战略的重要决策人。焦烈焱在企业技术架构研究方面有二十余年的经验,长期致力于分布式环境的企业计算、 SOA与云计算技术研究与实践。加入普元信息后组织完成一系列核心产品的研发工作,包括SOA应用平台、以BPM &/ESB为核心的业务集成平台、以复杂事件处理/数据治理/作业调度为核心的大数据平台,期间主持了中国工商银行、中国建设银行等多家大型企业技术平台的规划与研发。著有《SOA中国路线图—实施版》一书。
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