[发明专利]一种基于微服务的多层次自适应方法

说明书

本发明公开了一种基于微服务的多层次自适应方法，其包括：S101：建立基于微服务软件系统的多层次自适应模型，用来描述自适应微服务软件系统的不同元素及其相互关系；S102：建立基于自适应微服务系统的抽象模型，用来在不同层次上实现自适应的操作原语，并对其操作语义进行了形式化定义；S103：建立基于自适应模型和自适应原语，即通过一种微服务自适应描述语言MSDL在多个层次上实现自适应逻辑，对自适应策略进行刻画。本发明具有适应范围更广、能够提升自适应能力等优点。

技术领域

本发明主要涉及到微服务领域，特指一种基于微服务的多层次自适应方法。

背景技术

目前，微服务已成为软件工程领域的一个热门话题，它强调高可维护性软件的设计与开发；谷歌趋势显示，2014年后，微服务的搜索次数一直在持续快速增长，包括 IBM、微软、Netflix 和亚马逊在内的全球企业公司都开始采用微服务架构；从软件系统开发的趋势看，微服务软件系统有望成为软件系统的主要模式。

微服务提供了一种新的软件体系结构范式来分解、组织、部署和维护软件系统。微服务区别于经典的面向服务架构的特点是强调构成系统的每个单元的可伸缩性、独立性和语义内聚性，它的基本软件组件封装为轻量级和可独立部署运行的一个个相对小的服务。每个微服务都使用容器技术封装进行自管理，并在分布式和开放的环境中独立部署，整个系统在没有中央控制的管理下分布式运行。在面向对象软件模型中，一个组件的实例运行在一个进程中，而微服务可以在不同的计算节点上部署运行多个实例，并且每个服务在单独的进程中独立运行，这保证了微服务实例的高度独立性。微服务软件系统的这种特性呈现出一种明确的边界，以显式地将软件组件 (即微服务) 与正在运行的元素 (即微服务实例) 分开成多个层次，这要求我们考虑不同层次的自适应需求及其相互关系。

这种多层次特性对现有的自适应方法提出了挑战，如果使用现有的方法进行微服务软件系统自适应，在成本效益上较差而且微服务的优势无法被充分利用。在传统的应用程序中，当用户访问量在短时间内大量增加时，现有的自适应方法是添加一个新的服务器或整个应用的副本，但许多用户可能只集中访问其中某个模块；另外当系统的一部分出现故障时，现有的方法是暂停整个系统进行检查和修复，这会使用户无法访问系统。这种传统的方法可能比较适用于现有的小规模软件系统，但不适合基于微服务构建的大规模软件系统。

假设存在一个学生信息系统，该系统是为收集来自某个大学所有学院的学生信息而开发的，主要为用户提供搜索、分析和分发服务。这样的系统可以设计为用户提供服务的微服务系统，包括前端微服务、用户微服务、汇聚微服务、分析微服务、搜索微服务和调度微服务。这些微服务可以独立开发和部署，并且每个微服务可以有多个实例来满足访问性能要求或提高系统的鲁棒性。在该系统中，需要在不同级别进行不同的自适应；例如，当用户希望系统提供新功能时，需要更新系统中相应的微服务。另外如果由于大量用户访问，系统平均响应时间过高，则需要扩展系统中相应的微服务实例。为了应对这些需求，微服务软件系统需要具有自适应能力，以满足不断变化的用户需求和不断变化的环境。

综上所述，现有技术存在的问题是：微服务软件系统具有一种多层次的特性，现有的自适应技术没有应对这种特性的解决方案。如果使用微服务构建软件系统，现有的自适应方法面临一些挑战，例如，它只能在服务级别上进行控制，不支持实例级别的调整，而且更新时需要暂停整个系统，这种方法是低效率和高成本的；更合适的解决方案是增加对微服务实例的调整，这样可以更好地提高成本效益并且能够保持系统不间断地运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种适应范围更广、能够提升自适应能力的基于微服务的多层次自适应方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于微服务的多层次自适应方法，其包括：

S101：建立基于微服务软件系统的多层次自适应模型，用来描述自适应微服务软件系统的不同元素及其相互关系；