Когда микросервисы встречаются с Java: ваш проект все еще застрял на механическом уровне?

Подумайте, сталкивались ли вы когда-нибудь с такой ситуацией - серводвигатель практически отлажен, скорость реакции рулевого механизма доведена до идеального состояния, а чертеж механической конструкции переработан до седьмой или восьмой версии. Но когда дело доходит до системной интеграции, разговор между программным обеспечением и оборудованием напоминает разговор двух людей, говорящих на разных языках. Данные датчиков передаются туда и обратно, логика обработки работает, и даже вы участвуете.

Такое ощущение, что собираешь точный инструмент. Каждая шестерня отполирована до гладкости, но, собранная вместе, она просто не вращается.

Почему железо готово, а софт отстает?

Я часто говорю студентам, что при выполнении проектов по мехатронике самый большой страх не в том, что возникнут проблемы с механической конструкцией, а в том, что логика управления станет беспорядочной. Традиционное монолитное приложение похоже на большой ящик для инструментов, все инструменты сложены в кучу, и приходится вытаскивать весь ящик гаечным ключом. А как насчет твоих микросервоприводов? Им нужен точный, быстрый и независимый ответ.

Например, если вы проектируете шестиосную роботизированную руку, сервоприводы каждого сустава должны получать инструкции в режиме реального времени. Если программа управления огромна и с каким-то модулем возникла небольшая проблема, вся роботизированная рука может зависнуть. Это некрасивая картина.

«Что нам делать?» Несколько лет назад один студент спросил меня: «Нужно ли нам разобрать программу и написать ее?»

Да, его нужно снести. Разбить его на небольшие услуги — это все равно, что превратить ящик для инструментов в стену для инструментов. Каждый инструмент висит там отдельно, и к нему легко получить доступ.

Микросервисы + Java: это не совпадение, это неизбежно

Для Java-специалиста вполне разумно работать в области промышленного контроля более 20 лет. Он стабилен, как и старый серводвигатель – его можно не хвалить каждый день, но в критические моменты он никогда не теряет цепь. Реализация микросервисной архитектуры на Java немного похожа на создание модульного блока управления для вашей механической системы.

Каждый микросервис делает только одну вещь. Например, одна служба отвечает за обработку обратной связи энкодера, одна служба отвечает за настройку PID, а другая отвечает за преобразование протокола связи. Они бегают независимо и легко разговаривают друг с другом. Требуется ли модернизация определенного модуля сервоуправления? Вам нужно всего лишь заменить эту небольшую службу, не выключая и не перезапуская всю систему.

Подумайте об этом, это во многом похоже на обслуживание сложного механизма: вам не нужно каждый раз разбирать его на части.

Но не спешите это делать, есть некоторые подводные камни, о которых вам нужно знать заранее.

Микросервисы — это не панацея. Точно так же, как вы не можете установить серводвигатель непосредственно на непревзойденную механическую конструкцию, микросервисная архитектура также имеет свои применимые сценарии. Если ваш проект прост, более подходящим может быть одно приложение; Если требования к согласованности данных чрезвычайно высоки, возможно, вам придется переосмыслить границы обслуживания.

Я видел, как люди разбивали каждую функцию на микросервисы. В результате звонки между системами становятся такими же сложными, как клубок кабелей. Есть и обратные примеры — не демонтировать то, что следует сделать, в результате чего для каждой модификации приходится заново развертывать всю систему, что задерживает ход эксперимента.

«Как постичь эту степень?» Это хороший вопрос. Мое практическое правило таково: начните с модулей, которые с наибольшей вероятностью изменятся независимо. Например, ваш модуль мониторинга температуры и модуль управления движением должны работать независимо.

От чертежей к реальности: Как реализовать такое сочетание?

Допустим, вы хотите начать сейчас. Не спешите писать код, сначала нарисуйте диаграмму границ сервиса, точно так же, как рисуете диаграмму механической сборки. Определите обязанности каждой службы — какие данные она обрабатывает? Каков результат? С кем общаться?

Затем выберите инструмент. Spring Boot теперь является практически отправной точкой по умолчанию для микросервисов Java, и он решает за вас множество тривиальных задач. Контейнеризация Docker позволяет вашим сервисам согласованно работать в разных средах, как и стандартизированные компоненты.

Процесс тестирования требует такого же терпения, как и отладка механической системы. Тестирование отдельных служб, тестирование вызовов между службами, общее интеграционное тестирование... все они необходимы. Смоделируйте нештатные ситуации — задержки в сети, перезапуск службы, потерю передачи данных — чтобы увидеть, насколько устойчива ваша система.

Будьте честны

Люди, работающие над электромеханическими проектами, в душе немного прагматичны. Мы смотрим на технологии не на тенденции, а на то, какие проблемы они могут решить. Микросервисная архитектура в сочетании с Java по существу обеспечивает гибкую, надежную и легко поддерживаемую «нервную систему» ​​вашей аппаратной системы.

Это позволяет программному обеспечению идти в ногу со сложностью аппаратного обеспечения.

мощностьНа практике наши инженеры обнаружили, что у многих заказчиков нет хороших технологий, а архитектура не успевает за ними. Когда механическая часть достигает точности на уровне миллиметра, система управления все еще находится на стадии «приблизительно пригодной к использованию». Этот разрыв в конечном итоге ограничит потенциал всей системы.

Хорошее техническое решение должно быть похоже на хорошо подогнанный механизм — каждая деталь выполняет свою роль и плавно взаимодействует, заставляя всю систему работать в заданном направлении. Ваш проект заслуживает такого сотрудничества.

Основанная в 2005 году,мощностьбыла посвящена профессиональному производителю компактных приводов со штаб-квартирой в Дунгуане, провинция Гуандун, Китай. Используя инновации в технологии модульных приводов,мощностьобъединяет высокопроизводительные двигатели, прецизионные редукторы и многопротокольные системы управления, обеспечивая 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.