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系統(tǒng)設(shè)計(jì) | 應(yīng)用、微服務(wù)、流程、規(guī)則編排

在架構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到人講編排這個(gè)概念。但實(shí)際上，在不同場(chǎng)景下他們說(shuō)的可能不是一回事。

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這期的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我們討論幾個(gè)和編排相關(guān)的場(chǎng)景：

應(yīng)用編排(Application Orchestration)：將應(yīng)用程序通過(guò)腳本或者配置文件統(tǒng)一部署到目標(biāo)服務(wù)器環(huán)境，例如虛擬機(jī)、容器云平臺(tái)等。
微服務(wù)編排(Micro-service Orchestration)：將原子化的微服務(wù)整合起來(lái)提供調(diào)用者更友好的 API，一般面向于多渠道、多種用戶群的系統(tǒng)。
流程編排(Flow Orchestration)：使用流程引擎，將不同的系統(tǒng)或者服務(wù)組織起來(lái)，提供統(tǒng)一的流程控制、中心化審批等能力。
規(guī)則編排(Rule Orchestration)：在服務(wù)內(nèi)對(duì)于多個(gè)決策任務(wù)進(jìn)行編排執(zhí)行，提高執(zhí)行效率，簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)規(guī)則。

在現(xiàn)代企業(yè)應(yīng)用中，上述編排需求已經(jīng)非常常見(jiàn)，下面介紹一些開(kāi)源框架或者工具實(shí)現(xiàn)上述訴求，以便在遇到類似的場(chǎng)景時(shí)，能選擇合適的方案。

應(yīng)用編排

在多數(shù)場(chǎng)景下應(yīng)用編排，往往說(shuō)的是部署單元和服務(wù)器資源管理，通常屬于 Devops 領(lǐng)域。

一些中小型公司通常使用 Linux 的 SSH 登錄，配合自己編寫的部署腳本就可以完成部署和資源管理。但是對(duì)于大公司的運(yùn)維人員來(lái)說(shuō)，管理成千上萬(wàn)的服務(wù)器就顯得吃力。

早期比較流行的服務(wù)器部署編排的工具有 Puppet、Ansible，在云平臺(tái)興起后出現(xiàn)了 Terraform 也非常好用，這些工具均可以操作虛擬服務(wù)器并自動(dòng)完成批量自動(dòng)化操作。

在部署方面這些工具都可以看做應(yīng)用編排工具。

所以在很多文章中，應(yīng)用編排的定義是跨多個(gè)計(jì)算環(huán)境自動(dòng)化的協(xié)調(diào)復(fù)雜應(yīng)用軟件應(yīng)用程序的部署、配置和管理。

在容器和微服務(wù)興起后，基于代碼即基礎(chǔ)設(shè)施的編排理念出現(xiàn)了，通過(guò)定義應(yīng)用程序和基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)來(lái)管理基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用，從而保證了一致性、快速?gòu)?fù)制能力、拓展性。

常見(jiàn)的工具有：

Kubernetes：當(dāng)前主流的容器云編排工具，屬于程序員必知必會(huì)的知識(shí)。
Docker Swarm：Docker 原生的容器編排工具，目前在小型集群、私有化環(huán)境下非常有優(yōu)勢(shì)。
Red Hat OpenShift：商業(yè)化的編排服務(wù)，適合成熟的大型企業(yè)。
Apache Mesos + Marathon：早期的分布式集群管理工具和應(yīng)用容器管理編排框架。

在 2023 年，了解學(xué)習(xí) Docker Swarm + Kubernetes 可以應(yīng)付大部分應(yīng)用編排的場(chǎng)景和帶來(lái)更多工作機(jī)會(huì)。

微服務(wù)編排

微服務(wù)編排往往說(shuō)的是微服務(wù)之間的調(diào)用方式，以及如何給客戶端提供友好的 API。

簡(jiǎn)而言之通常有兩種微服務(wù)集成方式：

編排（orchestration）：由 BFF 或稱應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，調(diào)用后端領(lǐng)域服務(wù)，領(lǐng)域服務(wù)盡可能少互相調(diào)用。
編舞（choreography）：BFF 或應(yīng)用網(wǎng)關(guān)盡可能做轉(zhuǎn)發(fā)，后端領(lǐng)域服務(wù)之間自行相互調(diào)用。

流程編排

流程編排往往和工作流引擎有關(guān)。

流程是一組用戶活動(dòng)按照一定順序組成的序列流，順序可能是串行、并行，在流程中可能存在準(zhǔn)入準(zhǔn)出機(jī)制、觸發(fā)機(jī)制等。

所以工作流引擎編排的對(duì)象往往是一個(gè)系統(tǒng)完備的 API，一個(gè)活動(dòng)也可以看做一個(gè)用例，這點(diǎn)需要和下面的業(yè)務(wù)規(guī)則編排區(qū)分開(kāi)。

在 IT 系統(tǒng)中，流程引擎往往適用于下面這兩種場(chǎng)景：

跨應(yīng)用編排邏輯和能力。例如，企業(yè) CRM 下了采購(gòu)單后需要觸發(fā)供應(yīng)鏈相關(guān)的活動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)然，調(diào)用供應(yīng)鏈的活動(dòng)可以由 CRM 程序發(fā)起，但是由專門的工作流平臺(tái)管理會(huì)變得更靈活和彈性。
需要邏輯控制和審核控制的場(chǎng)景。在企業(yè)應(yīng)用中，審批流是一個(gè)使用非常廣泛的工作流。

甚至工作流管理聯(lián)盟（WfMC）在 1993 年對(duì)工作流引擎進(jìn)行了規(guī)范化，使其能定義統(tǒng)一的接口，將各個(gè)應(yīng)用接入到工作流體系中來(lái)。其模型概念如下圖所示：

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參與到流程體系中的組件需要遵守一套規(guī)范，這樣就可以流程互通。發(fā)展到現(xiàn)在，流程引擎的主流規(guī)范是 BPMN2.0。

主流的的流程編排引擎都支持 BPMN2.0，例如：Camunda、Activiti、Flowable 等。

BPMN 和 UML 一樣是一套精確的圖形化表示方法也被 OMG 組織管理，名稱為”Business Process Modeling Notation”，即“業(yè)務(wù)流程建模標(biāo)記法”。因此可以在前端靈活的拖拽設(shè)計(jì)生成 BPMN 文件，輸出標(biāo)準(zhǔn)文件后，即可在流程引擎中動(dòng)態(tài)加載和使用。

對(duì)于大型企業(yè)來(lái)說(shuō)，流程引擎可以將不同的應(yīng)用集成起來(lái)，并參與到企業(yè)的流程管理工作中來(lái)。

規(guī)則編排

規(guī)則編排和流程編排則顯得不一樣，規(guī)則引擎往往用管理業(yè)務(wù)規(guī)則，基于預(yù)定義的規(guī)則，當(dāng)有業(yè)務(wù)輸入時(shí)，根據(jù)輸入獲得不同的結(jié)果或者觸發(fā)不同的行為。

例如，電商系統(tǒng)中對(duì)于不同積分和等級(jí)的會(huì)員獲得的折扣可能不一樣，這樣就可以使用規(guī)則引擎靈活處理此類場(chǎng)景。

通過(guò)規(guī)則引擎可以讓用戶也能在一定范圍進(jìn)行配置，對(duì)業(yè)務(wù)結(jié)果和行為進(jìn)行干預(yù)。

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規(guī)則引擎的開(kāi)源方案并不多，目前可以使用的有：Drools、Liteflow（國(guó)產(chǎn)開(kāi)源框架）。Drools 是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則引擎框架，Liteflow 偏向代碼組件級(jí)別的流程編排多一些。

和 BPMN 標(biāo)準(zhǔn)類似，在規(guī)則引擎領(lǐng)域也有一個(gè) DMN 規(guī)范，即 Decision Model and Notation。從名字上就能清晰地區(qū)分 BPMN 和 DMN 的關(guān)系。

Drools 完整支持 DMN 在很多業(yè)務(wù)規(guī)則，對(duì)于業(yè)務(wù)規(guī)則復(fù)雜的場(chǎng)景是一個(gè)非常不錯(cuò)的選擇?？焖倭私?DMN 可以參考：learn-dmn-in-15-minutes.com。

總結(jié)

應(yīng)用編排和微服務(wù)編排為大多數(shù)人熟悉，但是對(duì)于流程引擎和規(guī)則引擎來(lái)說(shuō)，了解的人可能不是很多。

實(shí)際上一些系統(tǒng)大量在使用流程引擎和規(guī)則引擎，通過(guò)剝離流程和規(guī)則，對(duì)于復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)大大增強(qiáng)其靈活性，這一點(diǎn)對(duì)架構(gòu)師非常有幫助。

參考資料

https://www.xenonstack.com/insights/application-orchestration-tools
https://medium.com/trueengineering/a-review-of-microservice-orchestration-frameworks-d22797b34ea5
https://github.com/dromara/liteflow
https://drools.org/
https://airflow.apache.org
https://www.puppet.com/docs/puppet/6/puppet_overview.html
https://www.architect.io/blog/2022-06-30/microservices-orchestration-primer/
https://xie.infoq.cn/article/201c0ac6772e07f81c31cbe07
https://learn-dmn-in-15-minutes.com/learn/introduction

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