服務顆粒度

e-grain 相反,粗粒度的服務(coarse-grain e-grain

什麼是服務的顆粒度?一般的說法,服務顆粒度(service granularity)就是指一個服務包含的功能大小。舉個例子,對於電信九七系統中的營業受理來說,提交客戶訂單就是一個典型的粗粒度的服務,而實現這個提交訂單服務的一系列內部操作,比如說創建客戶資料,生成客戶訂單,記錄產品屬性,更新帳務關係等等就可能成為一系列細粒度的服務。細粒度的服務(fine-grained)提供相對較小的功能單元,或交換少量的數據。完成複雜的業務邏輯往往需要編排大量這種細粒度的服務,通過多次的服務請求互動才能實現。相反,粗粒度的服務(coarse-grained)則是在一個抽象的接口中封裝了大塊的業務/技術能力,減少服務請求互動的次數,但相應也會帶來服務實現的複雜性,互動大量的數據,並因此而不能靈活更改以適應需求的變化。就像任何事物都有兩面性一樣,服務粒度不能太大或者太小,而應該大小合適。一個良好的SOA架構設計,必須在服務粒度設計上維護一種平衡,以獲得成本降低,靈活回響的好處。
x 重用性
所謂重用性,就是指服務能夠套用於不同上下文的能力。重用可以說是SOA的核心思維,通過重用獲得降低開發維護成本,縮短套用交付周期,提升質量等種種好處。
與任何基於分解的範例相一致,顆粒度的大小直接影響到服務的可重用性。一個簡單的經驗法則就是細粒度的服務更容易被重用。換句話說,就是顆粒度越粗,服務越少被重用或者越難以被重用。因為隨著顆粒度增加,越來越多的業務規則和上下文信息被嵌入到業務邏輯中,服務逐漸變得具有特定的業務意義。要使用它,我們必須首先了解它到底封裝了哪些規則,否則我們無法確信這個服務正是我們所需要的。這並不意味著我們就不要構建粗粒度的服務,事實上粗粒度的服務往往還停留在”business-grained”層面,它讓業務用戶和IT人員可以直接對話,對業務有直接的意義,應該暴露出來。同時,如果我們僅僅機械地考慮重用性,將導致大量顆粒度很小的功能單元,這將對系統整體性能和容量帶來嚴重的影響。就拿大家常用來描繪SOA的樂高玩具為喻,一個最小尺寸的1x1的樂高積木,帶有一個標準的凸起接口,通過它幾乎可以與任何其它樂高積木拼裝出任意可以想想的物體,其廣泛的重用性是不言而喻的。但是當你真正嘗試用這種粒度的積木完成一個複雜物體拼裝的時候,你可能會感嘆:“Oh, My God! It’s mission impossible!”,因為,為此付出的時間和成本的代價幾乎是不可接受的。因此,我們在一心希望構建美好的重用世界之前,需要先掂量清楚服務顆粒度的選擇。
在這裡,我借用關於演講的一個有名的“迷你裙定律”來嘗試表達服務顆粒度的選擇上的權衡之道。“mini-skirt theory”告訴我們,一個出色的演講應該“short enough to keep people interested, but long enough to cover the important part”。套用在服務顆粒度的選擇上,一個設計良好的服務應該“fine-grained enough to be reusable, but coarse-grained enough to make business sense”。
x 靈活性
所謂靈活性,就是能夠容易地因情形做出改變的能力。SOA的目標之一就是讓IT變得更靈活,能夠更快地適應持續變化的業務環境。因此,靈活性作為設計良好的服務的重要考量,理所當然地也是選擇服務粒度的重要標準之一。眾所周知,細粒度的服務可以更容易地組裝,為交付新的業務功能或改變業務流程提供了更多的靈活性。但是,僅僅考慮靈活性將導致大量的細粒度的服務,帶來昂貴的開發成本,並使得維護變得困難。因此,在考慮業務流程靈活性的同時,考慮後台服務的良好組織、效率和開發維護成本,對於識別和設計粒度適中的服務是至關重要的。
我們知道,服務識別方法之一就是top-down的一級級流程分解,直到不能或者不需要進一步分解為止,其中識別出來的的業務活動就是候選的業務服務。因此,一個有效的經驗法則就是區別對待不同的業務流程,因為並不是每一個業務流程都需要相同的靈活性。如何確定哪些流程需要更多的靈活性,哪些流程不需要,可以參考SAP就企業業務流程的一個觀點。SAP將流程劃分為核心流程(core process)和支撐流程(context process)。其中,支撐流程是指那些不可或缺的,但又不影響企業差異化的流程,如財會管理流程等,它們關注的是如何提升生產效率,降低生產成本。因此這些流程在分解過程中,一旦識別出自治的(事務一致、上下文獨立的)、粗粒度的服務就可以結束,因為它們相對穩定。而核心流程是指企業獨特的,差異化的,代表企業競爭力的業務流程,如行銷銷售流程等。它們需要比支撐流程更細粒度地分解,以獲得最大的靈活性,因為它們是時刻變化的。
x 性能
靈活性和效率往往是成對出現的,性能因素自然也是限制服務粒度不能太大或者太小的約束之一。Dan Foody曾在他的weblog里建議Webservice的每一個operation執行應該在5ms到5s之間完成,小於5ms或者 大於5s就意味著服務粒度要么太小,要么太大。我在這裡倒不想評價這個量化的指標有多大指導意義,而是藉此希望引起大家的思考,並不是服務粒度越小或者越大,系統性能就會一定越好。
一個服務本身的複雜度以及業務到服務映射的複雜度(即實現一個業務活動所需的服務調用次數)是影響SOA性能的兩個主要方面。服務顆粒度越大,意味著包含的功能越多,業務邏輯越複雜,網路延遲就會增加,對客戶端回響變慢。而服務顆粒度越小,也就意味著包含的功能越簡單,雖然單個服務執行效率很高,但從業務意義上,完成一項業務任務所需的服務調用次數越多,來回請求回響次數增加。一般來說,服務都是遠程調用的,這種來回請求回響的次數增加意味著顯著的性能開銷。因此,為了保證服務的性能可控,一方面需要限制服務包含的功能範圍和複雜度,也就是說服務粒度不能太粗;另一方面需要限制服務調用的次數和複雜度,也就是說服務粒度不能太細。我想這才是前面提到的5ms和5s背後真正的原因。很顯然,二者的著眼點是背離的,為了符合性能的需求,需要在二者之間折中妥協。
除以上幾點之外,還存在其它可能影響服務顆粒度決策的因素,比如服務類別和使用範圍等等。如果服務使用的範圍有限,如僅僅在Intra-Application範疇,則可以選擇相對較細粒度的服務接口,為服務請求者提供更多的靈活性;隨著範圍擴大,服務大小也應隨之擴大,如Multi-Enterprise的範疇,則要求服務儘可能提供粗粒度的、較穩定的接口,保證服務請求者以一致的方式使用系統中所暴露出的服務。最後,需要記住的一點是,服務的顆粒度在其生命周期內不是一成不變的,它是隨著業務的調整變化,以及服務的疊代發展過程,不斷演化精煉、甚至重構的。

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