findscripter name: microservices-patterns title: 微服务架构模式 description: 当把单体拆分为微服务、设计服务边界与契约、选型服务间通信、处理分布式数据/事务、做韧性与可观测设计时使用；做出含边界划分、通信方式、Saga/熔断等模式与迁移步骤的架构方案；不适用于模块化单体可解决、纯原型或缺乏分布式运维能力的场景；触发词：微服务、服务拆分、Saga、熔断、事件驱动、API 网关。 domain: 研发/misc tags: [microservices, architecture, distributed-systems, resilience, engineering] level: 精通 status: stable version: 0.1.0 agents: [claude-code, codex, cursor, gemini-cli] tools: [] requires: [] related: [code-reviewer] combines_with: [] license: CC-BY-SA-4.0
微服务架构模式
何时使用
- 把单体（monolith）拆分为微服务，需要划定服务边界、明确各服务的领域与数据所有权时。
- 设计服务间通信（同步 REST/gRPC/GraphQL 或异步事件/消息）与 API 契约时。
- 处理分布式数据与跨服务事务（库表 per service、Saga、最终一致性）时。
- 构建韧性与可观测系统：熔断、重试退避、舱壁隔离、服务发现、健康检查、分布式追踪。
- 设计事件驱动架构。
- 触发词：微服务、服务拆分、服务边界、Saga、熔断、事件驱动、API 网关、分布式事务、服务发现。
不该用的边界：
- 系统规模小、用「模块化单体」即可满足 → 不要上微服务，避免无谓的分布式复杂度。
- 只需快速原型、不想承担网络/一致性/部署复杂度 → 留在单进程内。
- 团队没有分布式系统的运维能力（监控、CI/CD、容器编排、链路追踪）→ 先补运维底座，否则拆分弊大于利。
- 纯代码缺陷审查 → 用
code-reviewer，本技能只做架构方案，不逐行审代码。
步骤 / 指令
- 划定领域边界与所有权：按业务能力（OrderService / PaymentService / InventoryService）或 DDD 子域/限界上下文切分；每个服务独占一块领域与数据，职责单一、边界清晰。
- 定义契约、数据所有权与通信方式：
- 契约要版本化、向后兼容。
- 坚持「数据库 per service」，禁止共享库表。
- 通信优先选异步事件，强一致/即时返回场景才用同步调用。
- 设计韧性、可观测与部署策略：为跨服务调用加熔断 + 重试退避 + 超时；分布式事务用 Saga（补偿动作）；接入分布式追踪、健康检查（liveness/readiness）、服务注册发现。
- 给出迁移步骤与运维护栏：从单体抽取优先用绞杀者模式（Strangler Fig）渐进迁移，新功能先落微服务、用代理在新旧系统间路由；明确回滚、灰度与监控告警边界。
规则：
- 拆分对齐业务能力，不按技术分层乱切。
- 「数据库 per service」是硬约束——任何共享库即退化为分布式单体。
- 能异步就异步：事件优先于直接调用，降低耦合、提升韧性。
- 每个跨服务调用都假设网络会失败：必须有超时、熔断与补偿逻辑。
示例
模式 1：按业务能力拆分 + 事件解耦（Python，节选）
class OrderService:
async def create_order(self, order_data: dict) -> Order:
order = Order.create(order_data)
# 发事件通知其他服务，而非直接调用
await self.event_bus.publish(
OrderCreatedEvent(order_id=order.id, customer_id=order.customer_id,
items=order.items, total=order.total))
return order
# PaymentService / InventoryService 各自独立部署、独占数据，监听事件做响应
模式 2：API 网关 + 熔断聚合（节选）
from circuitbreaker import circuit
class APIGateway:
@circuit(failure_threshold=5, recovery_timeout=30)
async def call_order_service(self, path, method="GET", **kwargs):
resp = await self.http_client.request(method, f"{self.order_service_url}{path}", **kwargs)
resp.raise_for_status()
return resp.json()
async def create_order_aggregate(self, order_id: str) -> dict:
order, payment, inventory = await asyncio.gather(
self.call_order_service(f"/orders/{order_id}"),
self.call_payment_service(f"/payments/order/{order_id}"),
self.call_inventory_service(f"/reservations/order/{order_id}"),
return_exceptions=True) # 容忍部分失败，做降级聚合
result = {"order": order}
if not isinstance(payment, Exception): result["payment"] = payment
if not isinstance(inventory, Exception): result["inventory"] = inventory
return result
模式 3：同步调用带重试退避（节选）
from tenacity import retry, stop_after_attempt, wait_exponential
@retry(stop=stop_after_attempt(3),
wait=wait_exponential(multiplier=1, min=2, max=10))
async def get(self, path, **kwargs):
resp = await self.client.get(f"{self.base_url}{path}", **kwargs)
resp.raise_for_status()
return resp.json()
模式 4：Saga 编排（分布式事务 + 补偿）（节选）
class OrderFulfillmentSaga:
# 每步都配一个补偿动作；任一步失败则按相反顺序补偿已完成步骤
steps = [
SagaStep("create_order", action=create_order, compensation=cancel_order),
SagaStep("reserve_inventory", action=reserve_inventory, compensation=release_inventory),
SagaStep("process_payment", action=process_payment, compensation=refund_payment),
SagaStep("confirm_order", action=confirm_order, compensation=cancel_order_confirmation),
]
async def execute(self, order_data):
completed = []
try:
for step in self.steps:
result = await step.action(context)
if not result.success:
await self.compensate(completed, context) # 回滚
return SagaResult(status=SagaStatus.FAILED, error=result.error)
completed.append(step)
return SagaResult(status=SagaStatus.COMPLETED)
except Exception as e:
await self.compensate(completed, context)
return SagaResult(status=SagaStatus.FAILED, error=str(e))
async def compensate(self, completed, context):
for step in reversed(completed): # 反向补偿
try:
await step.compensation(context)
except Exception as e:
log(f"补偿失败 {step.name}: {e}") # 补偿失败需告警、可重试
模式 5：熔断器三态（CLOSED → OPEN → HALF_OPEN）
class CircuitState(Enum):
CLOSED = "closed" # 正常放行
OPEN = "open" # 失败超阈值，快速拒绝
HALF_OPEN = "half_open" # 冷却后试探是否恢复
# failure_threshold 次失败 → OPEN；recovery_timeout 后转 HALF_OPEN；
# 连续 success_threshold 次成功 → 回到 CLOSED
注意事项
- 不要做分布式单体：服务间高度耦合、必须同步发布，是最常见且最致命的反模式。
- 避免 chatty services：一次业务流程触发大量跨服务调用，延迟与失败率叠加；用聚合/批量/事件削减往返。
- 共享数据库 = 隐性耦合：任何两个服务读写同一张表都破坏边界，迁移时优先拆库。
- 同步皆耦合：把一切都做成同步请求会导致级联失败与脆弱链路；强制超时 + 熔断 + 异步化。
- 不可忽略网络故障：网络不可靠是默认前提，没有重试/补偿就会丢一致性。
- 没有补偿逻辑就别上 Saga：失败事务无法回滚会留下脏数据。
- 不要过早微服务化：一开始就拆微服务往往得不偿失，先模块化单体、按痛点演进。
- 本技能产出架构方案与代码骨架，不替代针对具体环境的验证、压测与专家评审；输入（边界、权限、安全约束、成功标准）缺失时应停下来澄清。
互见
- requires：无。
- related：
code-reviewer（落地后的服务代码可交由其审查正确性与质量；本技能只负责架构层模式与边界设计）。 - combines_with：无。
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