[發(fā)明專利]一種場景驅動的單體系統(tǒng)微服務拆分方法

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• 申請日: 2020-04-25
• 公開（公告）號: CN111651451A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 彭鑫;丁丹
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06F16/22
• 分類號: G06F16/22;G06F16/28;G06F16/18;G06F11/36
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種場景驅動的單體系統(tǒng)微服務拆分方法，其特征在于，首先通過監(jiān)控典型應用場景測試用例的執(zhí)行，動態(tài)分析獲取單體系統(tǒng)運行時的方法調用和數(shù)據(jù)庫操作信息，生成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問軌跡圖；然后根據(jù)數(shù)據(jù)訪問軌跡圖對底層的數(shù)據(jù)表圖進行加權和聚合，基于數(shù)據(jù)表之間的關聯(lián)分析生成數(shù)據(jù)庫拆分方案；再在數(shù)據(jù)訪問軌跡圖上自底向上進行搜索，產生相應的代碼模塊拆分方案；具體步驟如下：

（1）準備測試用例：準備一組覆蓋了系統(tǒng)主要業(yè)務流程和功能的用戶使用場景級別的測試用例；一個用例對應于一個用戶場景，一個場景包含若干個界面輸入或點擊操作；每個測試用例對應一個用例權重，權重大小根據(jù)對應場景的重要度進行設置；

（2）構建數(shù)據(jù)訪問軌跡圖：根據(jù)原單體系統(tǒng)的運行時數(shù)據(jù)構建數(shù)據(jù)訪問軌跡圖；

（3）生成微服務拆分方案：根據(jù)數(shù)據(jù)訪問軌跡圖，結合微服務化拆分有關的多個考量維度，生成一張無向加權的數(shù)據(jù)表圖，然后通過對數(shù)據(jù)表進行聚類劃分，得到數(shù)據(jù)表的劃分方案，最后在數(shù)據(jù)訪問軌跡圖中自底向上進行搜索，獲取與數(shù)據(jù)表拆分結果相符合的代碼拆分方案；

（4）反饋調整：用戶反饋迭代式地對結果做出微調，從而起到間接優(yōu)化權重矩陣的作用，令最終的拆分方案更符合實際需求。

2.根據(jù)權利要求1所述的單體系統(tǒng)微服務拆分方法，其特征在于，步驟（2）所述構建數(shù)據(jù)訪問軌跡圖的具體流程為：

1）在單體系統(tǒng)中配置監(jiān)控工具，順序執(zhí)行測試用例，每次執(zhí)行測試用例時輸入對應的場景名與權重；

2）獲取系統(tǒng)運行測試用例期間的方法調用和數(shù)據(jù)訪問日志，并將其與用戶場景相關聯(lián)，即每條監(jiān)控日志都記錄了其對應的場景名、場景標識和場景權重；日志共有三種不同的類型，分別用于記錄方法調用時的方法簽名、執(zhí)行數(shù)據(jù)庫訪問時的SQL語句和數(shù)據(jù)操作時對應的數(shù)據(jù)表；

3）根據(jù)監(jiān)控日志構建數(shù)據(jù)訪問軌跡圖，圖中每個場景關聯(lián)若干請求，每個請求對應一條方法調用鏈；一條方法調用鏈是若干方法的執(zhí)行序列，其中有些方法關聯(lián)SQL 節(jié)點，這說明該方法執(zhí)行過程中調用了這些SQL 語句；而SQL 節(jié)點關聯(lián)若干個數(shù)據(jù)表節(jié)點，代表這條SQL 語句在實際執(zhí)行過程中訪問了這些數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權利要求2所述的單體系統(tǒng)微服務拆分方法，其特征在于，步驟（3）所述生成微服務拆分方案的具體流程為：

1）根據(jù)數(shù)據(jù)訪問軌跡圖，加權累加任意兩個數(shù)據(jù)表出現(xiàn)在同一條SQL語句、同一條方法調用鏈或同一個用戶場景下的場景權重，得到數(shù)據(jù)表之間的關聯(lián)度矩陣；兩數(shù)據(jù)表之間的關聯(lián)權重越大，越傾向于將它們劃分到同一個微服務中；

2）計算每個數(shù)據(jù)表分別在所有場景、方法調用鏈和SQL語句中出現(xiàn)的比例，將這三個比例加權累加得到數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)共享度；按照0.08到0.3的比例提取共享度高的數(shù)據(jù)表，再分別從SQL、調用鏈和場景三個級別計算提取出的共享表之間的數(shù)據(jù)依賴度，將彼此間數(shù)據(jù)依賴度滿足共享群組提取條件的共享表劃分到同一個共享群組；以此得到若干個共享群組，這些群組傾向于單獨提取出來作為一個微服務；

3）對數(shù)據(jù)表關聯(lián)度矩陣做出調整，對于連接同一個共享群組中兩張表的邊，保持比較大的權重，增加它們被劃分到同一個微服務的概率；削減與該表相連的其它邊的權重，降低該邊相連的兩張表被劃分到同一個微服務的概率；

4）對數(shù)據(jù)表關聯(lián)度矩陣進行聚類劃分，同時結合拆分開銷，選擇最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫拆分方案；

5）對于每個服務中的數(shù)據(jù)表，在數(shù)據(jù)訪問軌跡圖中順著調用關系自底向上搜索訪問這些數(shù)據(jù)表的SQL 語句、方法和類節(jié)點，得到和數(shù)據(jù)庫拆分對應的代碼拆分方案；最終的拆分方案包含每個微服務所含的數(shù)據(jù)表、SQL語句、方法和類，并標識出需要進行拆分的SQL語句、方法和類；

所述數(shù)據(jù)表之間的關聯(lián)度，是指兩數(shù)據(jù)表在場景/方法調用鏈/SQL層次的數(shù)據(jù)關聯(lián)度分別為同時操作了這兩張表的場景/方法調用鏈/SQL語句的累加權重與操作其中任意一張表的場景/方法調用鏈/SQL語句的累加權重之比例；

所述數(shù)據(jù)共享度，是指單個數(shù)據(jù)表在場景/方法調用鏈/SQL層次的數(shù)據(jù)共享度分別為操作該表的場景/方法調用鏈/SQL語句數(shù)量占總場景/方法調用鏈/SQL語句數(shù)量的比例；

所述數(shù)據(jù)依賴度，是指表A對表B的場景/方法調用鏈/SQL依賴度分別為同時操作A、B兩張表的場景/方法調用鏈/SQL語句數(shù)量占操作表A的場景/方法調用鏈/SQL語句數(shù)量的比例。