Tars是基于名字服務(wù)使用Tars協(xié)議的高性能RPC開發(fā)框架，同時配套一體化的服務(wù)治理平臺，幫助個人或者企業(yè)快速的以微服務(wù)的方式構(gòu)建自己穩(wěn)定可靠的分布式應(yīng)用。

Tars是將騰訊內(nèi)部使用的微服務(wù)架構(gòu)TAF（Total Application Framework）多年的實踐成果總結(jié)而成的開源項目。Tars這個名字來自《星際穿越》電影中機器人Tars， 電影中Tars有著非常友好的交互方式，任何初次接觸它的人都可以輕松的和它進行交流，同時能在外太空、外星等復(fù)雜地形上，超預(yù)期的高效率的完成托付的所有任務(wù)。擁有著類似設(shè)計理念的Tars也是一個兼顧易用性、高性能、服務(wù)治理的框架，目的是讓開發(fā)更簡單，聚焦業(yè)務(wù)邏輯，讓運營更高效，一切盡在掌握。

目前該框架在騰訊內(nèi)部，有100多個業(yè)務(wù)、10多萬臺服務(wù)器上運行使用。

設(shè)計思想

Tars的設(shè)計思路是采用微服務(wù)的思想對服務(wù)進行治理，同時對整個系統(tǒng)的各個模塊進行抽象分層，將各個層次之間相互解耦或者松耦合，如下圖：

最底的協(xié)議層，設(shè)計思路是將業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)通信的協(xié)議進行統(tǒng)一，以IDL(接口定義語言)的方式，開發(fā)支持多平臺、可擴展、協(xié)議代碼自動生成的統(tǒng)一協(xié)議。在開發(fā)過程中，開發(fā)人員只需要關(guān)注通訊的協(xié)議字段的內(nèi)容，不需要關(guān)注其實現(xiàn)的細(xì)節(jié)，大大減輕了開發(fā)服務(wù)時需要考慮的協(xié)議是否能跨平臺使用、是否可能需要兼容、擴展等問題。

中間的公共庫、通訊框架、平臺層，設(shè)計思路是讓業(yè)務(wù)開發(fā)更加聚焦業(yè)務(wù)邏輯的本身。因此，從使用者的角度出發(fā)，封裝了大量日常開發(fā)過程中經(jīng)常使用的公共庫代碼和遠(yuǎn)程過程調(diào)用，讓開發(fā)使用更簡單方便；從框架本身的角度出發(fā)，做到高穩(wěn)定性、高可用性、高性能，這樣才能讓業(yè)務(wù)服務(wù)運營更加放心；從分布式平臺的角度出發(fā)，解決服務(wù)運營過程中，遇到的容錯、負(fù)載均衡、容量管理、就近接入、灰度發(fā)布等問題，讓平臺更加強大。

最上面的運營層，設(shè)計思路是讓運維只需要關(guān)注日常的服務(wù)部署、發(fā)布、配置、監(jiān)控、調(diào)度管理等操作。

整體架構(gòu)

架構(gòu)拓?fù)?/span>

整體架構(gòu)的拓?fù)鋱D主要分為2個部分：服務(wù)節(jié)點與公共框架節(jié)點。

服務(wù)節(jié)點

服務(wù)節(jié)點可以認(rèn)為是服務(wù)所實際運行的一個具體的操作系統(tǒng)實例，可以是物理主機或者虛擬主機、云主機。隨著服務(wù)的種類擴展和規(guī)模擴大，服務(wù)節(jié)點可能成千上萬甚至數(shù)以十萬計。每臺服務(wù)節(jié)點上均有一個Node服務(wù)節(jié)點和N(N>=0)個業(yè)務(wù)服務(wù)節(jié)點，Node服務(wù)節(jié)點會對業(yè)務(wù)服務(wù)節(jié)點進行統(tǒng)一管理，提供啟停、發(fā)布、監(jiān)控等功能，同時接收業(yè)務(wù)服務(wù)節(jié)點上報過來的心跳。

公共框架節(jié)點

除了服務(wù)節(jié)點以外的服務(wù)，其他服務(wù)節(jié)點均歸為一類。

公共框架節(jié)點，數(shù)量不定，為了自身的容錯容災(zāi)，一般也要求在在多個機房的多個服務(wù)器上進行部署，具體的節(jié)點數(shù)量，與服務(wù)節(jié)點的規(guī)模有關(guān)，比如，如果某些服務(wù)需要打較多的日志，就需要部署更多的日志服務(wù)節(jié)點。

框架節(jié)點細(xì)分

• Web管理系統(tǒng)：在Web上可以看到服務(wù)運行的各種實時數(shù)據(jù)情況，以及對服務(wù)進行發(fā)布、啟停、部署等操作；

• Registry（路由+管理服務(wù)）：提供服務(wù)節(jié)點的地址查詢、發(fā)布、啟停、管理等操作，以及對服務(wù)上報心跳的管理，通過它實現(xiàn)服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)；

• Patch（發(fā)布管理）：提供服務(wù)的發(fā)布功能；

• Config（配置中心）：提供服務(wù)配置文件的統(tǒng)一管理功能；

• Log（遠(yuǎn)程日志）：提供服務(wù)打日志到遠(yuǎn)程的功能；

• Stat（調(diào)用統(tǒng)計）：統(tǒng)計業(yè)務(wù)服務(wù)上報的各種調(diào)用信息，比如總流量、平均耗時、超時率等，以便對服務(wù)出現(xiàn)異常時進行告警；

• Property（業(yè)務(wù)屬性）：統(tǒng)計業(yè)務(wù)自定義上報的屬性信息，比如內(nèi)存使用大小、隊列大小、cache命中率等，以便對服務(wù)出現(xiàn)異常時進行告警；

• Notify（異常信息）：統(tǒng)計業(yè)務(wù)上報的各種異常信息，比如服務(wù)狀態(tài)變更信息、訪問db失敗信息等，以便對服務(wù)出現(xiàn)異常時進行告警；

原則上要求全部的節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)互通，至少每臺機器的node能夠與公共框架節(jié)點之間都是可以連通的。

特性

tars協(xié)議

tars協(xié)議采用接口描述語言（Interface description language，縮寫IDL）來實現(xiàn)，它是一種二進制、可擴展、代碼自動生成、支持多平臺的協(xié)議，使得在不同平臺上運行的對象和用不同語言編寫的程序可以用RPC遠(yuǎn)程調(diào)用的方式相互通信交流， 主要應(yīng)用在后臺服務(wù)之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，以及對象的序列化和反序列化等方面。

協(xié)議支持的類型分兩種，基本類型和復(fù)雜類型。

基本類型包括：void、bool、byte、short、int、long、float、double、string、unsigned byte、unsigned short、unsigned int；

復(fù)雜類型包括：enum、const、struct、vector、map，以及struct、vector、map的嵌套。

調(diào)用方式

通過IDL語言協(xié)議，可以定義服務(wù)提供的接口，并自動生成客戶端和服務(wù)端的相關(guān)通信代碼，服務(wù)端只需實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯即可對外提供服務(wù)，客戶端通過自動生成的代碼即可調(diào)用服務(wù)，調(diào)用方式支持三種模式：

• 同步調(diào)用：客戶端發(fā)出調(diào)用請求后等待服務(wù)返回結(jié)果后再繼續(xù)邏輯；

• 異步調(diào)用：客戶端發(fā)出調(diào)用請求后繼續(xù)其他業(yè)務(wù)邏輯，服務(wù)端返回結(jié)果又由回調(diào)處理類處理結(jié)果；

• 單向調(diào)用：客戶端發(fā)出調(diào)用請求后就結(jié)束調(diào)用，服務(wù)端不返回調(diào)用結(jié)果。

負(fù)載均衡

框架通過名字服務(wù)來實現(xiàn)服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)，Client通過訪問名字服務(wù)獲取到被調(diào)服務(wù)的地址信息列表，Client再根據(jù)需要選擇合適的負(fù)載均衡方式來調(diào)用服務(wù)，

負(fù)載均衡支持輪詢、hash、權(quán)重等多種方式。

容錯保護

容錯保護通過兩種方式實現(xiàn)：名字服務(wù)排除和Client主動屏蔽。

名字服務(wù)排除的策略：

業(yè)務(wù)服務(wù)主動上報心跳給名字服務(wù)，使名字服務(wù)知道服務(wù)部署的節(jié)點存活情況，當(dāng)服務(wù)的某節(jié)點故障時，名字服務(wù)不在返回故障節(jié)點的地址給Client，達到排除故障節(jié)點的目標(biāo)。名字服務(wù)排除故障需要通過服務(wù)心跳和Client地址列表拉取兩個過程，故障排除時間在1分鐘左右

Client主動屏蔽：

為了更及時的屏蔽故障節(jié)點，Client根據(jù)調(diào)用被調(diào)服務(wù)的異常情況來判斷是否有故障來更快進行故障屏蔽。具體策略是，當(dāng)client調(diào)用某個svr出現(xiàn)調(diào)用連續(xù)超時，或者調(diào)用的超時比率超過一定百分比，client會對此svr進行屏蔽，讓流量分發(fā)到正常的節(jié)點上去。對屏蔽的svr節(jié)點，每隔一定時間進行重連，如果正常，則進行正常的流量分發(fā)。

過載保護

為了防止業(yè)務(wù)因為訪問量突增或服務(wù)器故障造成系統(tǒng)整體的繁忙，進而導(dǎo)致全部服務(wù)的不可用，框架內(nèi)部做相應(yīng)設(shè)計來應(yīng)對。實現(xiàn)請求隊列，服務(wù)調(diào)用通過非阻塞方式實現(xiàn)異步系統(tǒng)，從而達到提升系統(tǒng)處理能力的目的。并且對隊列的長度進行監(jiān)控，當(dāng)超過某個閥值，則拒絕新的請求。對請求設(shè)置超時時間，當(dāng)請求包從隊列里讀取出來是判斷請求是否超時，如果超時則不做處理。

消息染色

框架提供了對某服務(wù)某接口的特定請求進行染色的能力，染色的消息可以透傳到后面需要訪問的所有服務(wù)上，對染色的請求，服務(wù)自動把日志上報到特定的染色日志服務(wù)器上，使用者只需在染色服務(wù)器上即可分析請求訪問的路徑，方便跟蹤定位問題。如下：

IDC分組

為了加快服務(wù)間的訪問速度，減少跨地區(qū)、跨機房調(diào)用帶來的網(wǎng)絡(luò)資源消耗，減少網(wǎng)絡(luò)故障帶來的影響，框架提供了跨地區(qū)、跨機房，就近接入的功能。

SET分組

為了方便對業(yè)務(wù)服務(wù)部署管理進行標(biāo)準(zhǔn)化和容量化，框架提供了Set部署能力，set之間沒有調(diào)用關(guān)系，互不干擾，故障隔離，提高運維效率和服務(wù)可用性。

數(shù)據(jù)監(jiān)控

為了更好反映和監(jiān)控小到服務(wù)進程、大到業(yè)務(wù)的運行質(zhì)量情況，框架支持以下數(shù)據(jù)上報的功能:

• 提供了服務(wù)模塊間調(diào)用信息統(tǒng)計上報的功能，方便用戶查看服務(wù)的流量、延時、超時、異常等情況；

• 提供了用戶自定義屬性數(shù)據(jù)上報的功能，方便用戶查看服務(wù)的某些維度或者指標(biāo)，比如內(nèi)存使用情況、隊列大小、cache命中率等；

• 提供了服務(wù)狀態(tài)變更和異常信息上報的功能，方便用戶查看服務(wù)的何時發(fā)布過、重啟過、宕過以及遇到的異常致命錯誤等；

集中配置

對業(yè)務(wù)配置進行集中管理并且操作web化，使配置修改更容易，通知更及時，配置變更也更安全；對配置變更進行歷史記錄，讓配置可以輕松回退到前一版本。配置拉取服務(wù)化，服務(wù)只需調(diào)用配置服務(wù)的接口即可獲取到配置文件。

為了能靈活管理配置文件，配置文件分為幾個級別：應(yīng)用配置、Set配置、服務(wù)配置和節(jié)點配置。

應(yīng)用配置為最高一級的配置文件，它是多個服務(wù)配置提煉出來的公共配置，服務(wù)配置通過引用它來使用其配置內(nèi)容。

Set配置是具體一個Set分組下所有服務(wù)的公共配置，在應(yīng)用配置的基礎(chǔ)上進行補充追加。

服務(wù)配置是具體一個服務(wù)下所有節(jié)點的公共配置，可以引用應(yīng)用配置。

節(jié)點配置是一個應(yīng)用節(jié)點的個性化配置，它和服務(wù)配置合并成為具體一個服務(wù)節(jié)點的配置。

項目地址

開源地址：https://gitee.com/TarsCloud/Tars

特別推薦一個分享架構(gòu)+算法的優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，還沒關(guān)注的小伙伴，可以長按關(guān)注一下：

長按訂閱更多精彩▼
如有收獲，點個在看，誠摯感謝