概览
在分布式系统与 CAP 理论这一节我们有提到过，分布式系统是一组通过网络通信来协同对外提供服务的计算机节点。如今炙手可热的微服务架构模式就是分布式系统的实践之一，相比于早起的单体架构，微服务架构通过 DDD 等建模方式将原有的一个系统拆分为多个系统。每个单独的微服务系统具有较高的内聚性，而微服务系统之间通过定义的接口进行通信。微服务间的通信方式，可简单分为同步通信和异步通信，下面我们就一起来了解下这两种通信方式。
同步通信
微服务的同步通信方式类似于操作系统的同步 I/O 调用，他们都有阻塞进/线程的特点，但由于微服务的通信方式是建立于网络通信基础之上的，所以相较于 I/O 调用还需要建立网络连接。熟悉计算机网络的朋友都知道，建立一个网络连接需要四元组，包括通信双方的 ip 地址以及端口号。传统的单体式架构往往会进行固定 ip 的绑定，而微服务架构由于滚动升级，以及伸缩等机制难以为服务实例进行固定 ip 的绑定。因此，这就需要一种能够灵活注册与获取服务实例的网络地址的机制 - 服务发现。
服务发现
服务发现的关键组件是一个服务注册表，它是一个包括实例网络位置信息的一个数据库。在服务实例启动和停止时，服务发现机制会更新服务注册表。当客户端调用服务时，服务发现机制会查询服务注册表以获取可用实例的列表，并将请求路由到其中的一个服务实例。
服务发现共有两种实现方式：
- 应用层服务发现：服务实例以及客户端直接与服务注册表交互。
- 平台层服务发现：通过部署基础设施来处理服务发现。
应用层服务发现
在应用层服务发现模式下，服务实例在启动时通过服务注册表提供的 API 进行网络地址自注册，在停止时从注册表中删除注册过的网络地址。客户端在需要调用服务时，则访问通过注册表的查询 API 获取对应服务的一组网络地址，然后将请求根据负载均衡规则将请求发送到某个服务实例上。此外，除了服务实例停止时自行注销网络地址外，应用层服务发现还提供基于运行状况检查的服务注销机制，这类似于 kubernetes 的 liveness probe。当服务注册表发现服务实例不可用时，也会将其网络地址注销。
应用层服务发现可以应对多平台部署问题，但需要服务实例以及客户端具有相应的 SDK。
平台层服务发现
平台层服务方式使用第三方注册取代了自注册机制，由部署平台通过注册器实现服务实例的网络地址注册与注销。
部署平台为每个服务提供 DNS 名称、虚拟 IP（VIP）和解析为 VIP 地址的 DNS 名称。客户端向 VIP 和 DNS 名称发出请求，部署平台自动将请求路由到其中一个可用服务实例。因此，服务注册、服务发现和请求路由完全由部署平台处理。
在基于平台层的服务发现机制下，客户端以及服务实例无需关注服务发现的逻辑，并且无需 SDK 的支持，即实现了跨语言通用。但是这也依赖于部署平台需要提供服务发现的功能。
断路器模式
同步通信需要通信双方在通信时可用，如果通信过程中被请求方出现不可用的局部故障情况（请求长时间阻塞或者无法建立连接等），且请求方仍然允许大量请求发出，这会消耗大量的资源，甚至会导致微服务雪崩的连锁反应。为避免同步通信过程中因为局部故障而带来更大的风险，我们可以采用断路器模式。
断路器是一个远程过程调用的代理，在连续失败超过指定阈值后的一段时间内，这个代理会立刻拒绝其他调用。
断路器会监控请求方客户端发出请求的成功和失败数量，如果失败的比例超过一定的阈值，就启动断路器，让后续的调用立刻失效。如果大量的请求都已失败告终，则说明被请求服务不可用，这样即使发起更多的调用也是无济于事。在经过一定的时间后，客户端允许请求调用尝试，如果成功，则解除断路器。
目前被广泛采用的同步通信方式包括基于 HTTP 的 REST 以及基于 RPC 的 GRPC 等。他们具有实现方式简单的优点，但也由于同步通信需要处理服务发现以及局部故障等问题，这导致了其可用性较差。
异步通信
异步通信可根据有无消息代理参与分为两类。
无消息代理架构
通过直接向服务发送消息来执行服务请求，如果希望服务实例回复，服务将向客户端发送单独的消息。因为通信是异步的，所以在收发消息时不会阻塞。
有消息代理架构
相较于无消息代理架构，基于消息代理的异步通信方式使用范围更广。微服务之间通过 Kafka 以及 RabbitMQ 等的消息中间件实现一对一或一对多的消息通信。相比于同步通信而言，消息收发双方只需要与消息代理进行交互，由于消息代理一般提供消息缓存的功能，所以一方在收发消息时不需要另一方保持可用。同时，收发双方不需要知道对方的网络地址，这也降低了微服务间的耦合程度。
想了解更多关于消息代理的知识，可以阅读重新认识消息队列。
总结
本节我们学习了两种微服务间的通信方式，包括同步通信以及异步通信。同步通信具有实现简单的优点，但因为微服务架构下滚动升级以及伸缩等因素，无法为服务实例固定 IP 地址，所以需要依赖服务发现机制。同时同步通信机制需要通信双方在通信过程中保持可用，若因通信单方不可用导致的局部故障，可能引发微服务雪崩的连锁反应。而基于消息代理的异步通信中，消息收发双方可通过消息代理实现一对一或一对多的通信，消息双发在收发消息时无需另一方同时可用，这大大提高了整体服务的稳定性。