前言
在数字化转型浪潮中，微服务架构已成为构建复杂系统的首选方案。本文将深入解析六大核心设计模式，通过实际代码示例和架构图，展示如何构建高可用、可扩展的分布式系统。
服务发现模式
服务发现模式是微服务架构中通信层的核心设计模式之一。它通过动态实例管理和健康检查机制，确保服务能够被可靠地发现和调用。
动态实例管理
在微服务架构中，服务实例可能会动态增加或减少。服务发现模式通过注册中心（如 Eureka、Consul 或 Zookeeper）记录所有可用的服务实例，并实时更新其状态。
健康检查机制
健康检查机制确保只有健康的服务实例能够被调用。注册中心会定期检查服务实例的健康状况，并将不可用的实例从注册表中移除。
客户端/服务端发现
- 客户端发现：客户端直接查询注册中心获取服务实例列表，并通过负载均衡策略选择目标实例。
- 服务端发现：客户端请求被代理到服务端，服务端通过注册中心找到目标实例并转发请求。
API网关模式
API 网关模式为微服务架构提供了一个统一的入口，简化了客户端与服务之间的交互。
统一入口
API 网关充当所有客户端请求的入口，屏蔽了后端服务的复杂性。它可以路由请求到不同的服务，并聚合多个服务的响应。
安全防护
API 网关可以实现身份验证、授权和数据加密等安全功能，保护后端服务免受恶意攻击。
流量控制
通过限流、熔断和负载均衡等机制，API 网关可以有效管理流量，防止服务过载。
断路器模式
断路器模式是容错层的重要设计模式，用于隔离故障并提高系统的稳定性。
故障隔离
当某个服务出现故障时，断路器会阻止请求继续发送到该服务，从而避免故障扩散。
自动恢复
断路器会定期尝试恢复连接，当目标服务恢复正常时，断路器会重新允许请求通过。
降级策略
在服务不可用时，断路器可以返回默认值或执行备用逻辑，确保系统的基本功能可用。
Saga事务模式
Saga 事务模式通过分布式事务管理，确保微服务之间的数据一致性。
补偿事务
Saga 模式将事务拆分为一系列小的本地事务，每个事务都有对应的补偿操作，用于回滚失败的操作。
编排式/协同式
- 编排式：由中央控制器负责管理事务的执行顺序。
- 协同式：每个服务通过事件驱动的方式协同完成事务。
最终一致性
Saga 模式通过异步操作和补偿机制，确保系统最终达到一致性，而非强一致性。
事件溯源模式
事件溯源模式通过记录系统中的所有事件，提供了数据层的强大支持。
事件存储
所有的状态变化都以事件的形式存储在事件日志中，确保数据的完整性和可追溯性。
状态重建
通过回放事件日志，可以在任何时间点重建系统的状态，方便调试和审计。
CQRS架构
事件溯源模式通常与 CQRS（命令查询职责分离）架构结合使用，将写操作和读操作分离，提高系统性能。
边车模式
边车模式是基础设施层的重要设计模式，通过附加的边车进程为主服务提供增强功能。
服务网格
边车模式是服务网格的核心组件，用于实现服务间的通信、负载均衡和安全策略。
日志收集
边车可以收集服务的日志并发送到集中式日志管理系统，便于监控和分析。
监控代理
边车还可以作为监控代理，收集服务的性能指标并发送到监控系统，帮助运维人员快速定位问题。
通过以上六种核心设计模式，微服务架构能够实现高可用性、可扩展性和灵活性。在实际项目中，可以根据业务需求选择合适的模式，并结合工具和框架（如 Spring Cloud、Istio 等）进行实现。