что такое микросервисы в c++

Что такое микросервисы? Можно ли это сделать на С++?

Представьте, что вы собираете сложную машину. Каждая шестерня, каждый сервопривод, каждый серводвигатель работают без сбоев. Если одна деталь сломается, придется разбирать всю машину – это слишком медленно. Это словно устаревшая программная система, огромный «железный глыба», воздействующая на весь организм.

Есть ли способ сделать ваше программное обеспечение похожим на модульную роботизированную руку, в которой каждое соединение (функция) будет работать независимо, а в случае поломки его можно будет заменить и обновить в любое время, не затрагивая целое? Да, это «микросервисы».

В областях с высокими требованиями к производительности, таких как промышленный контроль, высокочастотная торговля или нашамощностьВ сценариях точного управления движением, с которыми мы часто сталкиваемся, многие люди задаются вопросом: использовать C++ для разработки микросервисов? Не слишком ли это «перебор»?

Совсем наоборот. Когда вашему приложению необходимо выжать максимум из производительности оборудования и добиться максимальной производительности и точности в реальном времени, например, при управлении серводвигателем, микросервисная архитектура C++ может дать вам неожиданную свободу.

Разрушаем «железный узел»: от монолита к микросервисам

Традиционное автономное приложение похоже на гигантский контроллер со всеми схемами управления, модулями драйверов и пользовательскими интерфейсами, приваренными к материнской плате. Хотите обновить один из них? Возможно, вам придется отключить всю систему. Хотите расширить определенную ссылку на обработку? Приходится расширять весь «железный кусок», что очень затратно.

Идея микросервисов состоит в том, чтобы разделить этот «железный кусок» на небольшие функционально ориентированные независимые модули. Каждый модуль представляет собой независимую «службу», которая работает сама по себе, управляет собственными данными и «общается» с другими службами через понятные интерфейсы (например, сетевые API).

Что это означает в мире C++?

Это означает, что вы можете разложить сложную систему управления движением на:

• Отдельная услуга посвящена обработкеалгоритм планирования пути, используя C++ для достижения наиболее эффективных вычислений.
• За это отвечает другая служба.Обратная связь и коррекция положения в режиме реального времени, общаться напрямую с кодировщиком.
• Также есть управление услугамиИнтерфейс взаимодействия человека с компьютером, получает инструкции и отображает статус.

Каждый из них использует наиболее подходящие библиотеки и потоки C++, разрабатывается и развертывается независимо. A need? Вам нужно всего лишь перезапустить этот небольшой сервис, и вся система управления по-прежнему сможет поддерживать базовую работу.

Почему С++? Игра на скорость и точность

Вы можете сказать: разве сейчас в микросервисах не доминируют Java и Go? Это правда, но есть поля сражений, где они недостаточно быстры.

Подумайте об этом: как быстро на автоматизированной производственной линии необходимо реагировать на инструкции по точной настройке траектории движения робота-манипулятора? Задержка в миллисекунды может означать бракованный продукт. Или, при обработке больших потоков данных датчиков, узким местом является скорость обработки пакетов в секунду.

Основные преимущества микросервисов C++ заключаются в следующем:

• Абстракция с нулевыми издержками: вы можете создать высокопроизводительный уровень связи (например, напрямую использовать gRPC через HTTP/2) и оптимизировать сериализацию данных и передачу по сети практически без потери производительности во время выполнения.
• Контроль ресурсов: вы имеете полный контроль над всем, начиная с управления памятью и заканчивая планированием потоков. Это критически важно для систем, которым требуется детерминированная задержка.
• Поговорите с оборудованием: Когда вашему сервису необходимо напрямую управлять GPIO, конкретной картой управления движением или шиной реального времени, C++ часто является наиболее естественным «переводчиком» с наименьшим количеством препятствий.

Это не похоже на строительство дома из готовых кубиков Lego, а скорее на использование прецизионных станков и сырья для индивидуальной обработки каждого компонента, который идеально подходит.

Путешествие не всегда легкое: некоторые практические соображения

Конечно, выбор создания микросервисов на C++ аналогичен выбору сборки вручную высокопроизводительной системы передачи вместо покупки стандартных деталей. Это дает вам беспрецедентную производительность и гибкость, но также создает проблемы:

• сложность разработки: обнаружение сервисов, балансировка нагрузки, распределенное отслеживание... эти проблемы, которые решаются зрелым промежуточным программным обеспечением в собственной облачной экосистеме, могут потребовать от вас вложения большего количества энергии в интеграцию или самостоятельные исследования в области C++.
• Дерево командных навыков: Вам нужно не только понимать C++, но и понимать различные «ямы» распределенных систем.
• Сборка и развертывание: Чтобы эффективно упаковывать, публиковать и обновлять сервисы C++, требуется солидный набор инженерных практик.

Но разве не в этом заключается веселье и порог? Когда вы видите систему, состоящую из множества тщательно отточенных микросервисов C++, работающих так же точно, эффективно и стабильно, как швейцарские часы, чувство выполненного долга незаменимо. это и мымощностьОщущения при решении каждой конкретной трансмиссионной задачи совершенно одинаковые.

Как начать? Думайте как проектирование машины

Если вас тронула эта идея, вы можете начать так:

1. Начните с модулей с четкими границами: Не хочу перестраивать всю систему, как только начнете. Найдите этот компонент с независимыми функциями и понятными интерфейсами, например «серводрайвер», и разделите его на первый сервис.
2. Протоколы связи являются «подшипниками»: выберите эффективную структуру RPC, подходящую для C++ (например, gRPC, Cap'n Proto), и определите понятный интерфейс службы с поддержкой версий. Это «подшипник», который обеспечивает бесперебойную работу служб.
3. Инфраструктура – ​​это «база»: рассмотрите «базовые» вопросы ведения журналов, мониторинга и обнаружения служб. Вы можете посмотреть C++-дружественные проекты в экосистеме CNCF или начать с облегченных решений.
4. Использование современного C++: RAII управляет ресурсами, использует интеллектуальные указатели, чтобы избежать утечек памяти, а также использует контейнеры и алгоритмы стандартной библиотеки... Это может сделать ваш сервисный код более надежным и более похожим на простую в обслуживании «стандартную часть».

В конце концов вы обнаружите, что система микросервисов, созданная на C++, больше не является просто набором кода, а больше похожа на набор виртуальных, бесконечно масштабируемых прецизионных механизмов, разработанных вами. Каждая служба представляет собой надежный компонент, который работает вместе для достижения более широкой цели.

Это не только эволюция технической архитектуры, но и эволюция образа мышления. От создания неразрушимого «железного куска» до создания «живого тела», полного стойкости и жизненной силы. В этом процессе в основе всегда лежал дух достижения максимальной производительности и надежности. Мы всегда верим, что лучшая мощность достигается благодаря идеальному сочетанию каждого компонента.

Основанная в 2005 году,мощностьбыла посвящена профессиональному производителю компактных приводов со штаб-квартирой в Дунгуане, провинция Гуандун, Китай. Используя инновации в модульной технологии привода, Kpower объединяет высокопроизводительные двигатели, прецизионные редукторы и многопротокольные системы управления, чтобы предоставить эффективные и индивидуальные решения для интеллектуальных систем привода. Kpower предоставила профессиональные решения в области приводных систем более чем 500 корпоративным клиентам по всему миру, предлагая продукты, охватывающие различные области, такие как системы «умный дом», автоматическая электроника, робототехника, точное земледелие, дроны и промышленная автоматизация.