揭露：這篇文章包含附屬連結；如果您透過本文中提供的不同連結購買產品或服務，我可能會獲得補償。
image_credit - ByteByteGo
朋友們大家好，如果您正在準備系統設計面試，那麼您也必須準備微服務架構。這是許多面試官最喜歡的架構，它提供了大量的材料來拷問你。
毫無疑問，微服務架構透過將單體應用程式分解為更小的、鬆散耦合的服務，徹底改變了軟體開發。
過去，我分享過幾篇系統設計面試文章，例如API 網關與負載平衡器、 正向代理與反向代理以及常見的系統設計問題，在本文中我們將討論微服務架構的挑戰。
它也是程式設計師必須了解的基本系統設計主題或概念之一。
雖然微服務方法承諾提高可擴展性、靈活性和更快的開發週期，但它也帶來了一系列挑戰，這對開發人員來說非常重要，不僅要了解這些挑戰，還要有效地解決這些挑戰。
雖然有很多文章討論微服務最佳實踐，但很少有文章闡述它們提供的好處以及它們解決的挑戰。
在本文中，我們將探討開發人員在使用微服務時所面臨的十大主要挑戰，並學習克服這些挑戰的有效策略。
順便說一句，如果您正在準備系統設計面試並想深入學習系統設計，那麼您還可以查看ByteByteGo 、 Design Guru 、 Exponent 、 Educative和Udemy等網站，它們有許多很棒的系統設計課程
此外，對各種微服務模式（例如服務發現、CQRS 和 Saga）的紮實了解對於解決我們將在本文中討論的許多挑戰大有幫助，就此而言，這裡有一個來自DesignGuru.io的漂亮圖表，說明如何微服務中的服務發現工作，我們將在本文後面使用此模式
微服務開發的10大挑戰及解決方案
以下列出了使用微服務架構建立應用程式時可能面臨的主要挑戰
1. 服務溝通挑戰
如果您在現實世界的微服務架構中工作過，那麼您可能知道微服務嚴重依賴服務間通信，隨著服務數量的增長，這可能會成為一個挑戰。
由於每個服務都有自己的 API 和協議，管理通訊變得複雜。
為了解決這個問題，請採用 REST、訊息佇列和事件驅動架構等通訊模式。此外，請考慮使用API 閘道來集中通訊邏輯並處理橫切問題。
2. 資料管理挑戰
由於架構的分散性，跨微服務的資料管理可能會很複雜。不一致的資料模型和維護資料一致性帶來了困難。
為了解決這個問題，您可以實施多語言持久性策略，使用適合每個服務特定需求的資料庫。
您還應該利用事件來源和CQRS（命令查詢職責分離）等技術來維護資料完整性以及讀寫操作的分離。
3. 分散式追蹤與監控挑戰
由於請求跨越多個服務，監控和除錯微服務應用程式變得非常具有挑戰性。傳統的監控工具可能無法提供所需的可見度。
為了解決這個問題，您應該整合 Jaeger 或 Zipkin 等分散式追蹤系統來追蹤跨服務的請求。
您還可以使用集中式日誌記錄和監控解決方案來聚合和分析來自各種服務的日誌和指標，有助於早期發現問題。
對於開發人員來說，微服務中的偵錯問題是處理和了解 Zipkin 等追蹤系統真正運作的最大挑戰之一。
4. 服務編排與編排挑戰
微服務可以集中編排，也可以以分散的方式編排。這兩種方法都有其挑戰。
編排服務可能會導致單點故障，而編排可能會導致追蹤流程的複雜性和難度增加。
在這種情況下，您應該努力尋求平衡，對關鍵工作流程採用編排，並對可以獨立運作的服務進行編排。
5. 部署與 DevOps 挑戰
微服務的部署涉及管理多個服務實例並確保不同環境之間的相容性。使用傳統方式部署微服務幾乎是不可能的。
使用 Docker 等工具的容器化和使用Kubernetes 的編排可以幫助標準化部署流程，事實上，如果您想要穩健的話，它們是必須的。
您還應該採用DevOps 實踐並自動化部署管道，以確保微服務的一致性和快速部署。
6. 跨服務挑戰的測試
測試微服務一點也不容易，由於其互動的複雜性，它需要一個全面的策略。
傳統的單元測試可能還不夠。
為了解決這個問題，您可以結合整合測試、合約測試和端到端測試來驗證服務互動和資料流。
您還應該實施一個強大的CI/CD 管道，以在整個微服務生態系統中自動進行測試。
7. 安全和存取控制挑戰
微服務可能會暴露大量端點，從而增加潛在的攻擊面。大多數時候，您甚至不會意識到這一點，但不用擔心，幾乎所有大型組織都有龐大的安全團隊，高薪來騷擾您。
就您而言，您應該確保跨服務的安全性，管理身分驗證和授權以及保護傳輸中的資料會帶來重大挑戰。
採用零信任安全模型，實作OAuth2和JWT（JSON Web Tokens）等 API 安全標準，並採用具有強大存取控制機制的 API 閘道。
積分 --- superTokens
8. 可擴展性和資源分配
可擴展性是微服務的核心承諾，也是許多公司放棄單體應用而轉向微服務的主要驅動力之一，但它需要仔細規劃。
某些服務可能會遇到比其他服務更重的負載，導致資源分配挑戰。
您應該利用容器編排平台和工具（例如 K8）根據需求動態分配資源。
您也可以根據 CPU 使用率或請求率等指標實施自動擴展，以確保最佳的資源使用率。
9. 版本控制和相容性挑戰
隨著微服務的獨立發展，保持向後和向前相容性變得至關重要。
不相容的更改可能會破壞整個系統。
作為經驗豐富的開發人員或技術主管，您應該在程式碼層級和通訊協定中實作 API 的版本控制。
您也可以利用語意版本控制來清楚傳達相容性期望。逐步淘汰舊版本，同時為遷移提供足夠的支援和文件。
10.組織複雜性和溝通挑戰
微服務架構可以反映組織的結構，從而導致溝通和協作方面的挑戰，例如不同的團隊管理不同的微服務。
從事不同服務的跨職能團隊需要協調他們的工作，這一點很重要。
作為經驗豐富的專家，您應該透過定期會議、分享文件和促進資訊交換的工具來培養溝通和協作的文化。
系統設計訪談資源：
而且，這裡列出了最佳系統設計書籍、線上課程和練習網站，您可以查看這些內容，以便更好地為系統設計面試做好準備。這些課程中的大多數也回答了我在這裡分享的問題。
-
DesignGuru 的 Grokking 系統設計課程：一個互動式學習平台，提供實作練習和真實場景，以增強您的系統設計技能。
-
《系統設計面試》作者：Alex Xu ：這本書深入探討了系統設計概念、策略和麵試準備技巧。
-
Martin Kleppmann 的「設計資料密集型應用程式」 ：綜合指南，涵蓋了設計可擴展且可靠的系統的原則和實踐。
-
LeetCode 系統設計 標籤：LeetCode 是一個受歡迎的技術面試準備平台。 LeetCode 上的系統設計標籤包含各種練習問題。
-
GitHub 上的「系統設計入門」 ：精選的資源列表，包括文章、書籍和影片，可幫助您準備系統設計面試。
-
Educative 的系統設計課程：一個互動式學習平台，提供實作練習和真實場景，以增強您的系統設計技能。
-
高可擴展性部落格：該部落格包含有關高流量網站和可擴展系統架構的文章和案例研究。
-
YouTube 頻道：請參閱「Gaurav Sen」和「Tech Dummies」等頻道，以取得有關係統設計概念和麵試準備的富有洞察力的影片。
-
ByteByteGo ：Alex Xu 的一本現場書籍和課程，用於系統設計面試準備。它包含《系統設計訪談》第一捲和第二卷的所有內容，並將隨即將推出的第三卷進行更新。
-
Exponent ：一個專為面試準備的網站，特別是針對亞馬遜和谷歌等 FAANG 公司，他們還有很棒的系統設計課程和許多其他材料，可以幫助您破解 FAANG 面試。
而且，這是一個很好的系統設計面試備忘錄，可以快速修改基本的系統設計概念：
image_credit - tryExponent
結論
這就是關於微服務架構挑戰以及如何應對這些挑戰的全部內容。微服務架構在可擴展性、靈活性和更快的開發方面提供了顯著的優勢。
然而，這些優勢也伴隨著開發人員必須有效應對的一系列獨特挑戰。
透過在服務通訊、資料管理、監控、測試、安全性等方面採用最佳實踐，團隊可以克服這些挑戰並釋放微服務的全部潛力。
隨著軟體開發環境的不斷發展，解決這些挑戰對於成功實施微服務仍然至關重要
雖然我寫這篇文章是為了準備系統設計面試，但對於使用微服務並希望獲得更多控制和更好組織的經驗豐富的開發人員來說，它同樣有價值。
微服務開發一切順利！
獎金\
正如承諾的，這是給你的獎金，一本免費的書。我剛剛找到一本新的免費書籍來學習分散式系統設計，您也可以在 Microsoft 上閱讀它 --- https://info.microsoft.com/rs/157-GQE-382/images/EN-CNTNT -eBook-設計分散式系統.pdf
原文出處：https://dev.to/somadevtoo/10-microservices-architecture-challenges-for-system-design-interviews-6g0
1) --- 會變成分隔線（上一行必須是空白）
2) # 會變成一級標題
3) ## 會變成二級標題
4) ### 會變成三級標題
5) **粗體文字**會顯示粗體文字
6) ```當第一行與最後一行會顯示程式碼
7) 請搜尋 Markdown 語法，了解各種格式