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微服务系统设计——数据模型与系统架构设计

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摘要

经过前面需求梳理,商场停车收费业务需求情况已经十分明了,本节就依据前文的输出做为输入,开始系统设计工作,包括功能模块设计、存储设计、架构设计等,为后面编码提供良好基础保障。

一、数据实体设计

基于以上业务情况,按领域划分为七个小模块,每个模块中划分出相应实体、事件,通过软件简略画出关键数据实体-联系图(未包含所有实体),如下图所示:

  1. 会员,车辆,月卡(绑定手机号,录入车辆,开月卡)
  2. 车位,闸机(车辆停靠、车辆离开)
  3. 积分(签到、兑换)
  4. 计费规则(入场、出场)
  5. 交易流水(支付、充值)
  6. 消息(推送)
  7. 洗车

二、业务模块设计

据第一篇需求分析的情况,我们已经识别出关键流程、主要业务模块以及模块中主要的业务实体、实体相关的事件。本案例完全可以采用单实体的模式开发,但为了模拟微服务开发的场景,所以这里按照微服务的设计方式来进行。根据关键业务实体联系与事件,将业务模块整合为七个子服务。

  • 会员服务,包括会员信息、车辆信息、会员月卡
  • 基础资源服务,包括车位、闸机,车辆停靠记录
  • 计费服务,车辆出入场记录,计费规则
  • 积分服务,积分兑换,会员积分,会员签到得积分
  • 财务服务,支付流水,充值流水,财务统计
  • 消息服务,记录通知内容
  • 洗车服务,积分兑换的洗车券去场内洗车

服务的拆分粒度究竟多细,业界并没有统一的标准,必须依据公司团队情况、人员能力水平以及产品的使用情况来划分,不可过细,过粗也失去了微服务的意义。 每个微服务可交由二到三个开发人员维护,避免维护过多,分散精力,同时又可保证快速的响应维护升级。

三、存储系统设计

微服务架构风格的一个好处,是持久性的封装。我们可以根据每个服务的需要,去选择不同的持久化技术。根据每种数据类型的特点而去选择数据存储的方法,也就是混合持久化,结构化存储与非结构化存储混合使用。不同服务间使用不同的存储模型,单一服务中也可以使用混合存储。既然要采用微服务化结构,从独立开发、运行、部署和运维都是单独的小应用。每个小应用内部业务逻辑处理,到数据库访问,以及数据库都是独立的。

依据本案例的业务场景,我们拆分为七个子存储库,分别为:

  • park_member——会员服务库
  • park_resource——停车场资源服务库
  • park_charging——计费服务库
  • park_card——积分服务库
  • park_finance——财务服务库
  • park_message——消息服务库
  • park-carwash——洗车服务库

实际中有些实施微服务的团队,将服务拆分,但存储库依旧仍是一份,现实中应该有为数不少的存在。不能说不对,只能说不符合微服务的建议。

结构化存储采用社区版 MySQL 5.7+版本,非结构存储主要涉及到缓存这块,采用 Redis 4.0 +版本。(这里需要的根据具体的数据存储类型选择合适的数据存储工具,是否需要的事务,查询效率……等。)结构化存储中建议设计一些通用字段,主要用于跟踪数据记录,库表结构通用字段如下:


  
  1. `create_by` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '创建人',
  2. `create_date` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建日期',
  3. `update_by` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '更新人',
  4. `update_date` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新日期',
  5. `remark` varchar( 500) DEFAULT NULL COMMENT '备注',
  6. `version` int( 4) DEFAULT '0' COMMENT '版本',
  7. `state` int( 4) DEFAULT '1' COMMENT '状态'

每条数据记录的创建人、创建时间,后续的更改人、更改时间,非业务层面的备注、版本、状态,有利于数据维护人员识别,建议每个表中都加上。建库脚本如下


  
  1. CREATE DATABASE `park_member` CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;
  2. CREATE DATABASE `park_resource` CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;
  3. CREATE DATABASE `park_charging` CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;
  4. CREATE DATABASE `park_card` CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;
  5. CREATE DATABASE `park_finance` CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;
  6. CREATE DATABASE `park_message` CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;
  7. CREATE DATABASE `park_carwash` CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;

3.1 park_member 库初始化表结构


  
  1. -- ----------------------------
  2. -- Table structure for member
  3. -- ----------------------------
  4. DROP TABLE IF EXISTS ` member`;
  5. CREATE TABLE ` member` (
  6. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  7. `phone` varchar( 11) DEFAULT NULL COMMENT '手机号',
  8. `birth` varchar( 10) DEFAULT NULL COMMENT '生日',
  9. `full_name` varchar( 20) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
  10. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  11. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '会员信息';
  12. -- ----------------------------
  13. -- Table structure for month_card
  14. -- ----------------------------
  15. DROP TABLE IF EXISTS `month_card`;
  16. CREATE TABLE `month_card` (
  17. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  18. `card_no` varchar( 20) DEFAULT NULL COMMENT '会员卡号',
  19. ` start` varchar( 16) DEFAULT NULL COMMENT '有效期起始',
  20. `ends` varchar( 16) DEFAULT NULL COMMENT '有效期截止',
  21. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  22. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  23. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '会员月卡信息';
  24. -- ----------------------------
  25. -- Table structure for vehicle
  26. -- ----------------------------
  27. DROP TABLE IF EXISTS `vehicle`;
  28. CREATE TABLE `vehicle` (
  29. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  30. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  31. `plate_no` varchar( 10) DEFAULT NULL COMMENT '车牌号',
  32. `vehicle_inf` varchar( 50) DEFAULT NULL COMMENT '车辆型号',
  33. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  34. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '会员车辆';

3.2 park_resource 库初始化表结构


  
  1. -- ----------------------------
  2. -- Table structure for brake
  3. -- ----------------------------
  4. DROP TABLE IF EXISTS `brake`;
  5. CREATE TABLE `brake` (
  6. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  7. `code` varchar( 20) DEFAULT NULL COMMENT '编号',
  8. ` desc` varchar( 50) DEFAULT NULL COMMENT '描述',
  9. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  10. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '停车场闸机';
  11. -- ----------------------------
  12. -- Table structure for stall
  13. -- ----------------------------
  14. DROP TABLE IF EXISTS `stall`;
  15. CREATE TABLE `stall` (
  16. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  17. `code` varchar( 10) DEFAULT NULL COMMENT '编号',
  18. `is_parked` int( 2) DEFAULT NULL COMMENT '是否被占用',
  19. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  20. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '车位表';
  21. -- ----------------------------
  22. -- Table structure for stall_parked
  23. -- ----------------------------
  24. DROP TABLE IF EXISTS `stall_parked`;
  25. CREATE TABLE `stall_parked` (
  26. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  27. `stall_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '车位编号',
  28. `plate_no` varchar( 30) DEFAULT NULL COMMENT '车牌',
  29. `mtype` int( 2) DEFAULT NULL COMMENT '0 入场,1 出场',
  30. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  31. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '车位停靠记录';

3.3 park_charging 库初始化表结构


  
  1. -- ----------------------------
  2. -- Table structure for charging_rule
  3. -- ----------------------------
  4. DROP TABLE IF EXISTS `charging_rule`;
  5. CREATE TABLE `charging_rule` (
  6. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  7. ` start` int( 4) DEFAULT NULL COMMENT '停车时间起始',
  8. ` end` int( 4) DEFAULT NULL COMMENT '停车时间结束',
  9. `fee` float DEFAULT NULL COMMENT '收费',
  10. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  11. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '计费规则';
  12. -- ----------------------------
  13. -- Table structure for entrance
  14. -- ----------------------------
  15. DROP TABLE IF EXISTS `entrance`;
  16. CREATE TABLE `entrance` (
  17. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  18. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  19. `plate_no` varchar( 10) DEFAULT NULL COMMENT '车牌',
  20. `brake_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '闸机号',
  21. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  22. KEY `no_idx` (`plate_no`),
  23. KEY `member_idx` (`member_id`)
  24. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '车辆入场';
  25. -- ----------------------------
  26. -- Table structure for vexists
  27. -- ----------------------------
  28. DROP TABLE IF EXISTS `vexists`;
  29. CREATE TABLE `vexists` (
  30. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  31. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  32. `brake_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '闸机号',
  33. `plate_no` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '车牌号',
  34. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  35. KEY `no_idx` (`plate_no`),
  36. KEY `member_idx` (`member_id`)
  37. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '车辆驶出';

3.4 park_card 库初始化表结构


  
  1. -- ----------------------------
  2. -- Table structure for exchange
  3. -- ----------------------------
  4. DROP TABLE IF EXISTS `exchange`;
  5. CREATE TABLE `exchange` (
  6. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  7. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  8. `card_qty` int( 11) DEFAULT NULL COMMENT '积分数量',
  9. `ctype` int( 4) DEFAULT NULL COMMENT '0 优惠券,1 洗车券',
  10. `code` varchar( 30) DEFAULT NULL COMMENT '券编码',
  11. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  12. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '积分兑换';
  13. -- ----------------------------
  14. -- Table structure for member_card
  15. -- ----------------------------
  16. DROP TABLE IF EXISTS `member_card`;
  17. CREATE TABLE `member_card` (
  18. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  19. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  20. `cur_qty` varchar( 20) DEFAULT NULL COMMENT '当前可用积分',
  21. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  22. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '会员积分';
  23. -- ----------------------------
  24. -- Table structure for member_sign
  25. -- ----------------------------
  26. DROP TABLE IF EXISTS `member_sign`;
  27. CREATE TABLE `member_sign` (
  28. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  29. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  30. `cnt` int( 4) DEFAULT NULL COMMENT '积分数量',
  31. `ctype` int( 4) DEFAULT NULL COMMENT '0 签到,1 商场消费',
  32. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  33. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '会员签到';

3.5 park_finance 库初始化表结构


  
  1. -- ----------------------------
  2. -- Table structure for billing
  3. -- ----------------------------
  4. DROP TABLE IF EXISTS `billing`;
  5. CREATE TABLE `billing` (
  6. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  7. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  8. `fee` float DEFAULT '0' COMMENT '支付金额',
  9. `plate_no` varchar( 10) DEFAULT NULL COMMENT '车牌号',
  10. `duration` float DEFAULT '0' COMMENT '停车时间',
  11. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  12. KEY `no_idx` (`plate_no`)
  13. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '车辆驶出支付流水';
  14. -- ----------------------------
  15. -- Table structure for month_card_recharge
  16. -- ----------------------------
  17. DROP TABLE IF EXISTS `month_card_recharge`;
  18. CREATE TABLE `month_card_recharge` (
  19. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  20. `card_no` varchar( 20) DEFAULT NULL COMMENT '月卡号',
  21. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  22. `amount` float DEFAULT NULL COMMENT '充值金额',
  23. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  24. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '会员月卡充值';

3.6 park_message 库初始化表结构


  
  1. -- ----------------------------
  2. -- Table structure for message
  3. -- ----------------------------
  4. DROP TABLE IF EXISTS `message`;
  5. CREATE TABLE `message` (
  6. `id` varchar( 32) NOT NULL DEFAULT '',
  7. `mtype` char( 10) DEFAULT NULL COMMENT '消息类型,PAY 支付消息,BIND 绑定信息',
  8. `mcontent` varchar( 500) DEFAULT NULL COMMENT '消息内容',
  9. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员',
  10. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  11. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8 COMMENT = '推送消息';

3.7 park_carwash 库表结构


  
  1. -- ----------------------------
  2. -- Table structure for car_wash
  3. -- ----------------------------
  4. DROP TABLE IF EXISTS `car_wash`;
  5. CREATE TABLE `car_wash` (
  6. `id` varchar( 32) NOT NULL,
  7. `member_id` varchar( 32) DEFAULT NULL COMMENT '会员编号',
  8. `plate_no` varchar( 10) DEFAULT NULL COMMENT '车牌号',
  9. `ticket_code` varchar( 20) DEFAULT NULL COMMENT '洗车券编码',
  10. PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
  11. ) ENGINE =InnoDB DEFAULT CHARSET =utf8;

3.8 初始化测试数据

有了初步数据库的模型,需要初始化一部分数据进去,比如计费规则、闸机信息,车位信息。

3.8.1 闸机数据:


  
  1. INSERT INTO `brake` VALUES ( '4edb0820241041e5a0f08d01992de4c0', 'ct1', '入场口', 'admin', '2019-12-27 11:37:22', NULL, '2019-12-27 11:37:22', NULL, 0, 1);
  2. INSERT INTO `brake` VALUES ( '989170c529a348b3b93bf2a4653e8ea9', 'ct2', '入场口', 'admin', '2019-12-27 11:37:45', NULL, '2019-12-27 11:37:45', NULL, 0, 1);
  3. INSERT INTO `brake` VALUES ( 'e489029055654bccb3cd601f0be71c41', 'ct3', '出场口', 'admin', '2019-12-27 11:37:36', NULL, '2019-12-27 11:37:36', NULL, 0, 1);
  4. INSERT INTO `brake` VALUES ( 'f726873ed17441ea8dfbf78381bcde78', 'ct4', '出场口', 'admin', '2019-12-27 11:37:41', NULL, '2019-12-27 11:37:41', NULL, 0, 1);

3.8.2 车位数据:


  
  1. INSERT INTO `stall` VALUES ( '004ac347b94e42bb8f0f6febd3265e35', 'P336', 0, 'admin', '2019-12-27 11:42:03', NULL, '2019-12-27 11:42:03', NULL, 0, 1);
  2. INSERT INTO `stall` VALUES ( '008773e089664ce49607c86b89dd8c0f', 'P250', 0, 'admin', '2019-12-27 11:42:03', NULL, '2019-12-27 11:42:03', NULL, 0, 1);
  3. INSERT INTO `stall` VALUES ( '0110ef02554f46ce91a3eeec6ecf2f95', 'P224', 0, 'admin', '2019-12-27 11:42:03', NULL, '2019-12-27 11:42:03', NULL, 0, 1);
  4. INSERT INTO `stall` VALUES ( '014f1f2b972e4e0092d749a7437f824d', 'P577', 0, 'admin', '2019-12-27 11:42:04', NULL, '2019-12-27 11:42:04', NULL, 0, 1);
  5. INSERT INTO `stall` VALUES ( '019f4aa0c22849e1a5758aaa33b855df', 'P229', 0, 'admin', '2019-12-27 11:42:03', NULL, '2019-12-27 11:42:03', NULL, 0, 1);

3.8.3 计费规则:


  
  1. INSERT INTO `charging_rule` VALUES ( '41ed927623cf4a0bb5354b10100da992', 0, 30, 0, 'admin', '2019-12-27 11:26:08', NULL, '2019-12-27 11:26:08', '30 分钟内免费', 0, 1);
  2. INSERT INTO `charging_rule` VALUES ( '41ed927623cf4a0bb5354b10100da993', 31, 120, 5, 'admin', '2019-12-27 11:26:12', NULL, '2019-12-27 11:26:12', '2 小时内,5 元', 0, 1);
  3. INSERT INTO `charging_rule` VALUES ( '4edb0820241041e5a0f08d01992de4c0', 121, 720, 10, 'admin', '2019-12-27 11:34:06', NULL, '2019-12-27 11:34:06', '2 小时以上 12 小时以内,10 元', 0, 1);
  4. INSERT INTO `charging_rule` VALUES ( '7616fb412e824dcda41ed9367feadfda', 721, 1440, 20, 'admin', '2019-12-27 13:35:37', NULL, '2019-12-27 13:35:37', '12 时至 24 时,20 元', 0, 1);

3.8.4 非结构化存储

主要使用 Redis ,MongoDB等中间件来存储可用车位的实时性信息,计费规则信息等热数据。

四、系统架构设计

没有最优的架构,只有最合适的架构,一切系统设计原则都要以解决业务问题为最终目标,并随着业务的发展,不断进行迭代演进。经过上面业务模块、存储模型的划分,基本的代码架构已经清晰可见。综合业务模块、微服务架构特性,输出功能架构设计图。

基于总体功能架构图,使用特定的功能组件即可实现相应的功能。前期也提到,Spring Cloud 全家桶中囊括了很多组件,开箱即用,这对快速上手微服务开发提供了极大的便利。同时,再融入时常开发实践一些常用的高效工具来提升编码效率如 Lombok,MBG 等。

博文参考


转载:https://blog.csdn.net/weixin_41605937/article/details/125427694
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