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深度技术解读

深入剖析 dotnet/eShop:.NET 微服务架构的实践指南

在风云变幻的技术浪潮中,选择一套合适的架构范式,并将其落地为一套高可用、可扩展的系统,始终是摆在每位技术负责人面前的挑战。当谈及 .NET 生态中的现代企业级应用开发,尤其是微服务架构的实践样本,dotnet/eShop 无疑是一个绕不开的经典案例。它不仅仅是一个演示项目,更是微软在 .NET 领域为开发者提供的一份沉甸甸的“建筑蓝图”和“最佳实践手册”。

项目背景与痛点

传统的单体应用在业务初期能够快速迭代,但随着业务的膨胀,代码库日渐臃肿,团队协作效率下降,技术栈升级困难,且难以充分利用云原生弹性伸缩的优势。微服务架构应运而生,它旨在通过将大型应用拆分为一系列小型、独立部署的服务,从而解决单体架构的痛点。

然而,微服务并非银弹。它引入了新的挑战:服务间通信、分布式事务、数据一致性、服务发现、配置管理、日志与监控、以及部署和运维的复杂性。对于许多希望从单体转向微服务的 .NET 开发者而言,最大的困惑往往在于:理论很美好,但如何将这些概念——如领域驱动设计(DDD)、命令查询职责分离(CQRS)、事件驱动架构(EDA)——真正应用于一个复杂的业务场景?如何选择合适的技术栈?如何处理数据边界和分布式事务?

dotnet/eShop 正是为了解决这些痛点而生。它以一个电商网站为载体,展示了如何利用 .NET Core/.NET 打造一套符合现代微服务架构原则的参考实现。它不是一个开箱即用的产品,而是一面镜子、一套范本,旨在帮助开发者理解并实践微服务架构的精髓。

核心技术揭秘

深入 eShop 的代码库,我们能清晰地看到其在架构设计上的深厚功底:

  1. 微服务拆分与领域驱动设计(DDD)
    eShop 将一个电商系统拆分为多个边界清晰的微服务,例如 Catalog(商品目录)、Basket(购物车)、Ordering(订单)、Identity(身份认证)等。每个服务都遵循 DDD 的原则,拥有自己的独立领域模型、数据存储,并对外暴露一套清晰的 API 接口。这种划分方式避免了传统单体应用中常见的“贫血模型”和跨领域数据耦合。

  2. 命令查询职责分离(CQRS)与事件驱动架构(EDA)
    OrderingBasket 等核心服务中,eShop 大量采用了 CQRS 模式。命令(Command)和查询(Query)通过不同的模型和处理路径进行,显著提升了读写性能和模型维护的清晰度。
    更进一步,它巧妙地利用了事件驱动架构。当一个领域事件(如“订单已创建”、“库存已确认”)发生时,服务会发布一个集成事件(Integration Event)到消息队列(如 RabbitMQ 或 Azure Service Bus)。其他相关的微服务订阅并消费这些事件,进而触发自身的业务逻辑(如更新库存、发送通知)。这不仅实现了服务间的解耦,更是处理分布式事务、最终一致性的关键所在。

  3. API 网关(Ocelot)
    为了简化客户端与后端微服务之间的通信,eShop 引入了 API 网关。它作为所有外部请求的统一入口,负责请求路由、聚合、认证授权、限流熔断等职责。这种模式将微服务的内部复杂性封装起来,对外提供一个统一、简洁的 API 接口,极大地改善了客户端的开发体验。

  4. 云原生与容器化
    项目天生为 Docker 和 Kubernetes 设计。所有的微服务都被容器化,并提供了完整的 Docker Compose 配置用于本地开发和测试,以及 Kubernetes 配置用于生产部署。这体现了其拥抱云原生、实现弹性伸缩和高可用性的决心。

  5. 技术栈选择

    • ASP.NET Core:构建 RESTful API 和 Web 应用的基石。
    • Entity Framework Core:各微服务的持久化层,灵活支持多种数据库。
    • IdentityServer4 / Duende IdentityServer:提供 OAuth 2.0 和 OpenID Connect 协议的身份认证和授权服务。
    • gRPC:在某些场景下用于服务间高性能通信,展示了 .NET Core 的跨平台能力。
    • Blazor:提供了一个管理后台的 UI 示例,展示了 .NET 全栈开发的潜力。
    • Observability:集成 Serilog、Application Insights(或 OpenTelemetry)进行日志记录、指标收集和分布式追踪,为运维提供了强大的洞察力。

功能亮点与差异

eShop 的杀手锏在于它不仅仅展示了“如何使用”某个技术,更在于“如何组合”这些技术来构建一个健壮的分布式系统。

  1. 架构的完整性与深度:市面上不乏各种微服务示例,但很多都是玩具性质。eShop 不仅有前端(MVC/Blazor/SPA)、后端 API、消息队列、数据库,还有身份认证、API 网关、健康检查、日志监控等企业级应用所需的几乎所有核心组件,形成了一个自洽的生态系统。
  2. 模式的最佳实践:它提供了一个DDD、CQRS、EDA等复杂模式在真实场景下如何落地的具象化案例。例如,通过事件总线实现跨服务的数据一致性和解耦,展示了如何用最终一致性解决分布式事务的难题,而不是简单地依赖两阶段提交。
  3. 前瞻性与更新迭代eShop 始终紧跟 .NET 的最新版本和技术趋势。无论是 Minimal APIs、Top-Level Statements,还是 Blazor、gRPC,它都力求提供最新的实践,让开发者能够接触到最前沿的 .NET 技术。
  4. 高度可配置和扩展:项目采用依赖注入、抽象和接口,使得每个组件都易于替换和扩展。开发者可以根据自己的需求,轻松切换消息队列、数据库、身份认证提供商等。

应用场景与落地建议

eShop 最适合以下场景:

  • 学习和研究:对于希望深入理解 .NET 微服务架构、DDD、CQRS、EDA 等模式的开发者和架构师,它是不可多得的学习资源。
  • 新项目启动参考:作为新项目架构设计的起点,可以借鉴其模块划分、通信方式、数据流转等设计思想。
  • 团队技能提升:用于企业内部培训,提升团队在 .NET 微服务开发和云原生部署方面的能力。

在生产环境落地时,有几点务必注意:

  1. 并非即用型产品eShop 是一个参考实现,不是一个可以直接用于生产的电商系统。你需要根据具体的业务需求进行大量的定制开发,包括 UI/UX、详细的业务逻辑、报表、支付集成等。
  2. 运维复杂性:微服务架构本身的复杂性不容忽视。在生产环境运行 eShop 意味着你需要投入更多资源在 DevOps、容器编排(Kubernetes)、分布式监控、故障排查等方面。
  3. 性能与扩展性调优:尽管其设计理念是为了可扩展,但实际的性能瓶颈和容量规划仍需针对具体业务负载进行专业的测试和调优。
  4. 数据一致性权衡eShop 大量采用最终一致性来处理分布式事务,这在多数电商场景是可接受的。但在某些对实时一致性要求极高的场景,可能需要更严格的事务保证机制。
  5. 安全加固:尽管包含了身份认证,但生产环境的安全加固是一个持续的过程,包括 API 安全、数据加密、权限管理等。

综合评价

dotnet/eShop 是 .NET 社区的一份珍宝,它高屋建瓴地展示了如何用现代 .NET 技术构建一个复杂的微服务系统。

优点:

  • 全面的架构示例:覆盖了微服务架构的方方面面,提供了完整的解决方案。
  • 高质量的代码和设计:代码整洁、模块化,遵循 .NET 编码规范和软件设计原则。
  • 最佳实践的典范:将 DDD、CQRS、EDA 等高级模式具象化,极具学习价值。
  • 与时俱进:持续更新,始终采用最新的 .NET 版本和技术特性。

缺点:

  • 学习曲线陡峭:对于初学者或不熟悉分布式系统的开发者来说,理解其内部机制需要投入大量精力。
  • 过度设计风险:对于小型项目而言,引入如此复杂的架构可能导致过度设计,增加不必要的开发和运维成本。
  • 参考性大于实用性:作为参考项目,其业务逻辑相对简单,无法直接满足复杂的商业需求,需大量二次开发。

总而言之,dotnet/eShop 是 .NET 开发者迈向现代企业级应用开发,特别是微服务和云原生领域的一座灯塔。它为我们描绘了一幅清晰的蓝图,但如何在这幅蓝图上添砖加瓦,构建出独具匠心的宏伟建筑,则考验着每一位工程师的智慧与实践。细嚼慢咽,方能领悟其精髓。

简要分析

热度分
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活跃
主题数量
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语言C#
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更新15 天前
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编辑推荐

社区关注度与协作度较高,适合实践与生产使用。

C#ActiveMIT License

语言占比

C#
CSS
HTML
Other

Release

README

eShop Reference Application - “AdventureWorks”

A reference .NET application implementing an e-commerce website using a services-based architecture using .NET Aspire.

eShop Reference Application architecture diagram

eShop homepage screenshot

Getting Started

This version of eShop is based on .NET 9.

Previous eShop versions:

Prerequisites

Windows with Visual Studio

  • Install Visual Studio 2022 version 17.10 or newer.
    • Select the following workloads:
      • ASP.NET and web development workload.
      • .NET Aspire SDK component in Individual components.
      • Optional: .NET Multi-platform App UI development to run client apps

Or

  • Run the following commands in a Powershell & Terminal running as Administrator to automatically configure your environment with the required tools to build and run this application. (Note: A restart is required and included in the script below.)
install-Module -Name Microsoft.WinGet.Configuration -AllowPrerelease -AcceptLicense -Force
$env:Path = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable("Path","Machine") + ";" + [System.Environment]::GetEnvironmentVariable("Path","User")
get-WinGetConfiguration -file .\.configurations\vside.dsc.yaml | Invoke-WinGetConfiguration -AcceptConfigurationAgreements

Or

  • From Dev Home go to Machine Configuration -> Clone repositories. Enter the URL for this repository. In the confirmation screen look for the section Configuration File Detected and click Run File.

Mac, Linux, & Windows without Visual Studio

Or

  • Run the following commands in a Powershell & Terminal running as Administrator to automatically configuration your environment with the required tools to build and run this application. (Note: A restart is required after running the script below.)
install-Module -Name Microsoft.WinGet.Configuration -AllowPrerelease -AcceptLicense  -Force
$env:Path = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable("Path","Machine") + ";" + [System.Environment]::GetEnvironmentVariable("Path","User")
get-WinGetConfiguration -file .\.configurations\vscode.dsc.yaml | Invoke-WinGetConfiguration -AcceptConfigurationAgreements

Note: These commands may require sudo

Note: When running on Mac with Apple Silicon (M series processor), Rosetta 2 for grpc-tools.

Running the solution

[!WARNING]
Remember to ensure that Docker is started

  • (Windows only) Run the application from Visual Studio:
  • Open the eShop.Web.slnf file in Visual Studio
  • Ensure that eShop.AppHost.csproj is your startup project
  • Hit Ctrl-F5 to launch Aspire
  • Or run the application from your terminal:
dotnet run --project src/eShop.AppHost/eShop.AppHost.csproj

then look for lines like this in the console output in order to find the URL to open the Aspire dashboard:

Login to the dashboard at: http://localhost:19888/login?t=uniquelogincodeforyou

You may need to install ASP.NET Core HTTPS development certificates first, and then close all browser tabs. Learn more at https://aka.ms/aspnet/https-trust-dev-cert

Azure Open AI

When using Azure OpenAI, inside eShop.AppHost/appsettings.json, add the following section:

  "ConnectionStrings": {
    "OpenAi": "Endpoint=xxx;Key=xxx;"
  }

Replace the values with your own. Then, in the eShop.AppHost Program.cs, set this value to true

bool useOpenAI = false;

Here’s additional guidance on the .NET Aspire OpenAI component.

Use Azure Developer CLI

You can use the Azure Developer CLI to run this project on Azure with only a few commands. Follow the next instructions:

  • Install the latest or update to the latest Azure Developer CLI (azd).
  • Log in azd (if you haven’t done it before) to your Azure account:
azd auth login
  • Initialize azd from the root of the repo.
azd init
  • During init:

    • Select Use code in the current directory. Azd will automatically detect the .NET Aspire project.
    • Confirm .NET (Aspire) and continue.
    • Select which services to expose to the Internet (exposing webapp is enough to test the sample).
    • Finalize the initialization by giving a name to your environment.
  • Create Azure resources and deploy the sample by running:

azd up

Notes:

  • The operation takes a few minutes the first time it is ever run for an environment.
  • At the end of the process, azd will display the url for the webapp. Follow that link to test the sample.
  • You can run azd up after saving changes to the sample to re-deploy and update the sample.
  • Report any issues to azure-dev repo.
  • FAQ and troubleshoot for azd.

Contributing

For more information on contributing to this repo, read the contribution documentation and the Code of Conduct.

Sample data

The sample catalog data is defined in catalog.json. Those product names, descriptions, and brand names are fictional and were generated using GPT-35-Turbo, and the corresponding product images were generated using DALL·E 3.

eShop on Azure

For a version of this app configured for deployment on Azure, please view the eShop on Azure repo.

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