[發(fā)明專利]一種場景驅(qū)動的單體系統(tǒng)微服務(wù)拆分方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010335919.1
• 申請日: 2020-04-25
• 公開（公告）號: CN111651451A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭鑫;丁丹
• 申請（專利權(quán)）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

本發(fā)明屬于軟件工程與微服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種場景驅(qū)動的單體系統(tǒng)微服務(wù)拆分方法。本發(fā)明方法，首先通過監(jiān)控典型應(yīng)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(diào)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；然后對底層的數(shù)據(jù)表圖進行加權(quán)和聚合，基于數(shù)據(jù)表之間的關(guān)聯(lián)分析生成數(shù)據(jù)庫拆分方案；再在數(shù)據(jù)訪問軌跡圖上進行搜索，產(chǎn)生相應(yīng)的代碼模塊拆分方案。本發(fā)明以半自動化的方式，從現(xiàn)有代碼和數(shù)據(jù)模式出發(fā)，將業(yè)務(wù)流程、方法調(diào)用鏈和數(shù)據(jù)表三者進行關(guān)聯(lián)，使業(yè)務(wù)的獨立性、代碼的內(nèi)聚/耦合性、數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)度都成為數(shù)據(jù)庫拆分依據(jù)，生成代碼模塊的拆分方案；可顯著提升微服務(wù)拆分的決策速度，減輕開發(fā)人員決策負擔。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軟件工程與微服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉種單體系統(tǒng)微服務(wù)拆分方法。

背景技術(shù)

微服務(wù)是將一個大型復雜的軟件系統(tǒng)分解成一組獨立運行、以輕量級通信機制進行交互的相對較小的服務(wù)。這些服務(wù)圍繞業(yè)務(wù)功能進行構(gòu)建，可以獨立開發(fā)、測試、部署和更新，以此帶來的好處包括系統(tǒng)架構(gòu)的解耦、單個服務(wù)的交付周期縮短、技術(shù)選型更靈活、可擴展性更好、復用性更高等等。

在企業(yè)實踐中，許多微服務(wù)系統(tǒng)都是在單體架構(gòu)的遺留系統(tǒng)基礎(chǔ)上通過微服務(wù)拆分和改造形成的，其中的拆分決策（尤其是數(shù)據(jù)庫拆分）對于微服務(wù)系統(tǒng)的架構(gòu)質(zhì)量有著很大的影響。前單體系統(tǒng)的微服務(wù)拆分決策主要依賴于架構(gòu)人員和開發(fā)人員的分析和經(jīng)驗，整個過程成本高、耗時長、自動化程度低，相關(guān)的研究工作主要集中在經(jīng)驗總結(jié)和方法論上。已有的工具并不支持數(shù)據(jù)庫的拆分且代碼拆分粒度過大，同時需要人工分析或輸入的數(shù)據(jù)量過多、不適用于大型單體系統(tǒng)的拆分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可顯著提升微服務(wù)拆分決策速度的場景驅(qū)動的單體系統(tǒng)微服務(wù)拆分方法。

本發(fā)明提出的場景驅(qū)動的單體系統(tǒng)微服務(wù)拆分方法，基于測試驅(qū)動的理念，首先通過監(jiān)控典型應(yīng)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(diào)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(quán)和聚合，基于數(shù)據(jù)表之間的關(guān)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(chǎn)生相應(yīng)的代碼模塊拆分方案。整體流程如圖1所示，具體步驟如下。

（1）準備測試用例。即準備一組覆蓋了系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)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(yīng)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(yīng)一個用例權(quán)重，權(quán)重大小根據(jù)對應(yīng)場景的重要度進行設(shè)置。

（2）構(gòu)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(gòu)建數(shù)據(jù)訪問軌跡圖，如圖2所示，具體包括以下子步驟：

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(yīng)的場景名與權(quán)重；

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

3）根據(jù)監(jiān)控日志構(gòu)建數(shù)據(jù)訪問軌跡圖，如圖2所示，圖中每個場景關(guān)聯(lián)若干請求，每個請求對應(yīng)一條方法調(diào)用鏈；一條方法調(diào)用鏈是若干方法的執(zhí)行序列，其中有些方法會關(guān)聯(lián)SQL 節(jié)點，這說明該方法執(zhí)行過程中調(diào)用了這些SQL 語句；而SQL 節(jié)點會關(guān)聯(lián)若干個數(shù)據(jù)表節(jié)點（在圖2中以虛線箭頭表示），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）生成微服務(wù)拆分方案。根據(jù)數(shù)據(jù)訪問軌跡圖，結(jié)合微服務(wù)化拆分有關(guān)的多個考量維度，生成一張無向加權(quán)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(jié)果相符合的代碼拆分方案。具體包括以下子步驟：