微服务是一种现代化的软件架构风格,它将复杂的软件分解成更小、更独立的分布式体系,具有高可用和易伸缩等优点。不过,微服务架构从理论到构建的相关研究还不够深入,尚缺乏可以复用的标准范式(如设计模式)和体系结构(如架构模式)以帮助开发人员基于既有经验进行快速有效的软件开发。本文基于微服务架构的核心理念,从软件设计模式可以解决面向对象设计中共性问题的思路出发,研究可以实现兼具稳定性和拓展性系统的微服务化理论和方法,主要研究内容和成果如下:(1)研究建立一组微服务架构设计模式及其模式语言。具体包括服务拆分模式、微服务通信模式、安全服务化模式、微服务开发模式、微服务基座模式、微服务部署模式6种模式,分别对应了微服务架构设计中的服务拆分、服务通信、架构安全性、开发过程、开发方式、部署过程等环节可能存在问题的解决方案。改进了当前被研究的微服务架构设计方法论中元素职责边界不清晰,忽略面向对象范式的代码模型等缺陷,为微服务架构从理论到构建提供更高层次的指导。(2)研究微服务架构设计模式的应用可行性。首先,为将系统技术复杂度与业务复杂度解耦,本文提出使用微服务基座来封装一套微服务技术基础设施。然后通过引入领域驱动设计、整洁架构、敏捷开发等思想来构建微服务架构代码模型,以充分利用面向对象范式的优点。最后,作为案例,本文将所述微服务架构设计模式应用到一种运维监控业务中,通过系统分析、详细设计等过程,演示了微服务架构设计模式的应用方法。测试表明,本文所述微服务架构设计模式能够应对基于运维监控业务的各个场景,且系统吞吐量较单体架构在预设大规模场景下可以提升4.3倍及以上。