基于微服務(wù)的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺設(shè)計與實現(xiàn)

胡健坤，陳志堅

（中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司，廣州 510663）

“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源是國內(nèi)對能源互聯(lián)網(wǎng)的詮釋，旨在將互聯(lián)網(wǎng)平臺、信息通信技術(shù)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費及市場交易各環(huán)節(jié)進行深度融合，為傳統(tǒng)的能源產(chǎn)業(yè)賦能，建設(shè)縱向“源網(wǎng)荷”協(xié)調(diào)互動、橫向多能協(xié)同互補的新型能源生態(tài)系統(tǒng)。為推進能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，國家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》并在全國范圍內(nèi)組織開展能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目建設(shè)。國內(nèi)能源企業(yè)都希望通過“互聯(lián)網(wǎng)+”找到創(chuàng)新發(fā)展的新支點，其中兩大電網(wǎng)公司都做出了重大的發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)整，加快向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型的步伐：國家電網(wǎng)公司提出按照“一主四翼”的總體布局建設(shè)中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)；南方電網(wǎng)公司確立數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略，圍繞數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)具有數(shù)字化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)化特性的新型能源生態(tài)系統(tǒng)?！皟删W(wǎng)”的轉(zhuǎn)型計劃中都將應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)思維和技術(shù)，構(gòu)建開放、共享能源信息服務(wù)平臺，打造共贏、共享能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈列為重要任務(wù)，同時積極開展相關(guān)探索。例如已經(jīng)建成的蘇州工業(yè)園區(qū)智慧能源管理系統(tǒng)和廣州中新知識城的智慧用能服務(wù)平臺。智慧能源服務(wù)平臺是能源生態(tài)圈各方參與互動的最便捷途徑，也是能源互聯(lián)網(wǎng)價值變現(xiàn)的高效工具。然而，智慧能源服務(wù)平臺是面向互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新業(yè)務(wù)平臺，在擴展性、靈活性，可靠性方面相比傳統(tǒng)企業(yè)信息管理系統(tǒng)要求更高。本文應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)業(yè)界流行的微服務(wù)架構(gòu)，對平臺進行設(shè)計和實現(xiàn)，提升平臺對未來能源業(yè)務(wù)需求的快速響應(yīng)能力。

1 智慧能源服務(wù)平臺建設(shè)需求

1.1 平臺定位及特點

智慧能源服務(wù)平臺是充分結(jié)合“大云物移”等IT新技術(shù)，面向能源生態(tài)圈用戶構(gòu)建的互動、開放互聯(lián)網(wǎng)平臺。平臺提供綠色、安全、經(jīng)濟、高效、增值的智慧能源服務(wù)，例如支持能源企業(yè)開展需求側(cè)管理業(yè)務(wù)，支撐售能公司管理售能業(yè)務(wù)，輔助能源服務(wù)商開展能源增值業(yè)務(wù)，為微網(wǎng)、能源運營商提供多能協(xié)同優(yōu)化分析，為分布式能源擁有者、工商業(yè)用戶提供設(shè)備運行監(jiān)測服務(wù)等。

平臺的定位決定其具有擴展速度快、需求多變、可靠性要求高等特點：（1）擴展速度快體現(xiàn)在平臺用戶數(shù)量的快速增長。傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)級管理系統(tǒng)的用戶群體主要是內(nèi)部員工、合作伙伴或訪問頻次有限的公眾用戶。智慧能源服務(wù)平臺用戶包括了能源生態(tài)圈中數(shù)量眾多的各類市場參與主體和廣大的能源消費者，且業(yè)務(wù)功能豐富，隨著平臺用戶越來越多，平臺的訪問量將會迅速增加，因此，平臺規(guī)模需要具備橫向快速擴展的能力；（2）需求多變體現(xiàn)在綜合能源商業(yè)模式的不確定以及市場主體的不成熟?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”智慧能源是隨著國家能源革命、電力體制改革等背景下發(fā)展出來的能源新業(yè)態(tài)，一方面不可避免地受到政策、經(jīng)濟、社會、技術(shù)等多方面因素影響，例如分布式發(fā)電交易缺少政策文件支持，冷熱電互聯(lián)受到傳統(tǒng)行業(yè)壁壘的限制、能源交易市場尚未建立等；其二，能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈尚處在發(fā)展初期，部分市場主體尚未發(fā)展成熟，例如能源整合商、代理售能公司等。業(yè)務(wù)需求不穩(wěn)定必然導(dǎo)致系統(tǒng)功能的經(jīng)常性調(diào)整，因此平臺需要具備快速響應(yīng)新需求的靈活調(diào)整能力；（3）可靠性要求高體現(xiàn)在平臺具備向用戶提供不間斷服務(wù)的能力。用戶通過平臺開展日常業(yè)務(wù)，平臺的服務(wù)中斷將會降低用戶體驗，甚至嚴重影響用戶工作，尤其是涉及能源交易及實時監(jiān)控等敏感業(yè)務(wù)。因此，平臺需要具備高可靠的、不間斷服務(wù)能力。

1.2 傳統(tǒng)單體式架構(gòu)存在的問題

目前大多傳統(tǒng)行業(yè)的信息管理系統(tǒng)均采用單體式架構(gòu)，用單體式架構(gòu)開發(fā)的系統(tǒng)通常被打包成一個獨立單元，并部署在同一臺機器的同一進程中運行。單體式架構(gòu)系統(tǒng)存在以下缺點：（1）靈活擴展能力差：系統(tǒng)只能通過負載均衡進行整體水平擴展，不能針對系統(tǒng)的局部功能模塊進行按需擴展，且會浪費較多的軟硬件資源；（2）開發(fā)周期長：隨著系統(tǒng)的不斷升級和功能的增加，模塊間的耦合會越發(fā)嚴重，復(fù)雜的內(nèi)部關(guān)系會嚴重影響系統(tǒng)的可維護性，任何微小的系統(tǒng)改動都需要對整體進行重新部署，耗費大量時間。強耦合模塊的開發(fā)人員離職甚至?xí)?dǎo)致整體系統(tǒng)無法繼續(xù)升級；（3）可靠性差：單體部署的系統(tǒng)由于用同一個進程，當(dāng)某個模塊出現(xiàn)異常時，會導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰和服務(wù)中斷。

單體架構(gòu)系統(tǒng)還存在與外部系統(tǒng)集成困難的問題，SOA架構(gòu)的引入一定程度解決了系統(tǒng)間的標(biāo)準(zhǔn)化集成困難，但在高并發(fā)、高實時的情況下，依然無法實現(xiàn)服務(wù)負載的簡便調(diào)整以及系統(tǒng)靈活部署。

2 微服務(wù)技術(shù)

2.1 微服務(wù)設(shè)計理念

微服務(wù)的設(shè)計理念是將龐大的業(yè)務(wù)系統(tǒng)劃分為獨立的微服務(wù)，每個微服務(wù)包含從數(shù)據(jù)存儲到業(yè)務(wù)邏輯的完整結(jié)構(gòu)。各個微服務(wù)是高度“自治”的，體現(xiàn)在：每個微服務(wù)內(nèi)部都可以按需采用不同的技術(shù)實現(xiàn)架構(gòu)和數(shù)據(jù)存儲技術(shù)；每個微服務(wù)都可以獨立部署和維護，擁有獨立的生命周期和服務(wù)邊界；微服務(wù)之間從開發(fā)、部署到運行都不存在依賴關(guān)系，只通過輕量級接口調(diào)用進行數(shù)據(jù)交換。微服務(wù)架構(gòu)實現(xiàn)單個服務(wù)的高內(nèi)聚，各個服務(wù)間低耦合的效果，更有利于系統(tǒng)的局部靈活變動和部署。

2.2 微服務(wù)優(yōu)勢和不足

微服務(wù)應(yīng)用“分治”思想，按大系統(tǒng)劃分為獨立、松耦合的細小模塊，在大型的、復(fù)雜多變的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中有明顯的優(yōu)勢：（1）更好的擴展性：根據(jù)業(yè)務(wù)或功能邊界對整體系統(tǒng)進行拆分，結(jié)合良好的設(shè)計可以降解整體系統(tǒng)的復(fù)雜度，降低代碼問題的排查難度。實現(xiàn)單個模塊高內(nèi)聚以及模塊間松耦合，有助于提升開發(fā)的專注度和效率，總體降低系統(tǒng)變更及成本；（2）部署更靈活：微服務(wù)可以分別部署在不同的容器環(huán)境，對微服務(wù)更新部署不會影響到其他微服務(wù)的正常運行，實現(xiàn)系統(tǒng)局部模塊的在線迭代發(fā)布；（3）更好技術(shù)開放性：與傳統(tǒng)單體架構(gòu)必須采用統(tǒng)一技術(shù)路線開發(fā)不同，微服務(wù)架構(gòu)允許不同微服務(wù)采用不同技術(shù)路線實現(xiàn)，開發(fā)團隊可以自由選擇熟悉或合適的開發(fā)語言和工具，從而提高效率和可靠性。

微服務(wù)帶來上述好處同時，也帶來一些問題：（1）微服務(wù)設(shè)計復(fù)雜。微服務(wù)拆分實際是將部分模塊間的關(guān)系從代碼級別提升到接口級別，服務(wù)之間的接口調(diào)用關(guān)系復(fù)雜，微服務(wù)的劃分對設(shè)計人員要求較高；（2）微服務(wù)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)更復(fù)雜。對于涉及更新多個業(yè)務(wù)對象的事務(wù)，單體架構(gòu)系統(tǒng)只存在一個數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)相對簡單，微服務(wù)業(yè)務(wù)對象可能分散在多個數(shù)據(jù)庫，需要保證各個庫數(shù)據(jù)一致性，對開發(fā)人員的要求較高；（3）管理維護成本高。與單體架構(gòu)系統(tǒng)整體一次性部署不同，微服務(wù)架構(gòu)系統(tǒng)擁有大量服務(wù)，每個服務(wù)均要部署并且要進行獨立配置，工作量巨大。所幸的是，這些問題通過良好的設(shè)計規(guī)劃，以及借助微服務(wù)框架治理，自動化部署等工具都可以得到有效解決。

3 基于微服務(wù)的智慧能源服務(wù)平臺設(shè)計

3.1 平臺總體架構(gòu)

“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺采用“微服務(wù)+容器云”技術(shù)構(gòu)建，確保了平臺業(yè)務(wù)功能具備橫向彈性擴展能力和迭代更新的靈活性，同時引入大數(shù)據(jù)能力組件，用于支撐平臺的數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)。總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 “互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺總體架構(gòu)Fig.1 The overallarchitecture of the"Internet plus"smart energy service platform

1）能源生態(tài)圈用戶可以通過門戶、APP等方式接入平臺，服務(wù)層由眾多相互獨立、可拓展的微服務(wù)構(gòu)成，根據(jù)功能特性和可重用程度，可以將微服務(wù)劃分為專業(yè)微服務(wù)、共享業(yè)務(wù)微服務(wù)和技術(shù)微服務(wù)三大類。每個微服務(wù)采用獨立或共享數(shù)據(jù)庫，按照數(shù)據(jù)特征（如結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)等），選擇不同的數(shù)據(jù)庫存儲和應(yīng)用，如使用MySql、Redis、PostgreSQL等數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)持久化或緩存。

2）平臺層主要由微服務(wù)設(shè)施、容器云、大數(shù)據(jù)組件等組成。微服務(wù)設(shè)施為平臺微服務(wù)提供運行監(jiān)控、服務(wù)治理等基礎(chǔ)組件，實現(xiàn)負載均衡、服務(wù)注冊發(fā)現(xiàn)、調(diào)用鏈跟蹤、日志監(jiān)控等功能；容器云采用Kubernetes+Docker技術(shù)框架搭建，實現(xiàn)容器鏡像的管理和自動化部署，以及容器級的自動擴容和縮容能力，支持微服務(wù)規(guī)模的彈性伸縮。大數(shù)據(jù)組件采用主流的大數(shù)據(jù)計算分析和存儲組件搭建，實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)的存儲、融合及分析計算，計算結(jié)果存儲于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，并構(gòu)建數(shù)據(jù)微服務(wù)，為應(yīng)用提供數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

3）基礎(chǔ)資源層實現(xiàn)將服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等物理設(shè)備虛擬化，向上層提供云平臺的虛擬化IT資源，包括計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源等。

3.2 基于微服務(wù)的核心架構(gòu)設(shè)計

智慧能源服務(wù)平臺核心部分采用SpringCloud微服務(wù)開發(fā)框架搭建，并根據(jù)微服務(wù)運行和管理需求拓展了日志管理等組件，平臺微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 “互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)Fig.2 The microservice technology architecture of"Internet plus"smart energy service platform

微服務(wù)設(shè)計遵循前后端分離、動靜分離的原則，并實現(xiàn)負載均衡，前后端的解耦使得平臺模塊修改更靈活，頁面和后臺服務(wù)升級更新互不影響，有助于提升系統(tǒng)開發(fā)效率和用戶體驗；后端微服務(wù)接入統(tǒng)一網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)微服務(wù)的動態(tài)路由、服務(wù)的訪問權(quán)限安全校驗，對服務(wù)請求進行監(jiān)控，實現(xiàn)服務(wù)的負載、熔斷、降級和限流等功能；Eureka服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)、Config配置組件實現(xiàn)服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)、心跳檢測及所有服務(wù)配置的集中管理和配置熱部署；Hvstrix熔斷器是微服務(wù)的容錯管理工具，可通過熔斷機制控制服務(wù)和第三方庫的節(jié)點連接，從而對延遲和故障提供容錯能力；Sleuth服務(wù)調(diào)用跟蹤、ELK日志中心等，實現(xiàn)服務(wù)之間調(diào)用關(guān)系、調(diào)用時間等信息跟蹤記錄，輔助運維人員開展平臺微服務(wù)的日常運維；部署消息隊列，與Kafka實現(xiàn)無縫集成，為分布式事務(wù)處理機制時提供可靠性消息服務(wù)，確保存儲在不同微服務(wù)的相關(guān)數(shù)據(jù)一致性。

3.3 微服務(wù)劃分

微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)勢發(fā)揮與微服務(wù)劃分設(shè)計息息相關(guān)，拆分粒度過細會導(dǎo)致平臺因服務(wù)數(shù)量多，相互依賴關(guān)系復(fù)雜而變得難于管理維護，應(yīng)以拆分到可以通過自由編排服務(wù)來獲取所需組合服務(wù)為宜。然而，微服務(wù)劃分不是一蹴而就的工作，成熟的微服務(wù)需要業(yè)務(wù)的不斷滋潤、細化并沉淀。初次設(shè)計可以參考以下原則：（1）對于業(yè)務(wù)完整、職責(zé)單一的應(yīng)用功能單元應(yīng)當(dāng)拆分為獨立微服務(wù)；（2）具有重用性特點的公共功能應(yīng)當(dāng)拆分為獨立微服務(wù)；（3）對于訪問量較大、資源消耗較大、耗時較長的功能，應(yīng)拆分為獨立微服務(wù)；（4）對于強關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)對象的新增、刪除、修改操作，合并為一個微服務(wù)；（5）對于耦合性強、具有事務(wù)強一致性要求的業(yè)務(wù)，盡量在一個微服務(wù)中實現(xiàn)。

經(jīng)過調(diào)研能源生態(tài)圈各類用戶的需求，結(jié)合上述劃分原則，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺微服務(wù)劃分如圖3所示。

圖3 “互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺微服務(wù)劃分Fig.3 The microservice division of"Internet plus"smart energy service platform

專業(yè)微服務(wù)是面向特定業(yè)務(wù)需求的定制化服務(wù)，一般不具備重用性，例如需求響應(yīng)微服務(wù)、多能協(xié)同管理微服務(wù)、能源交易微服務(wù)等。共享業(yè)務(wù)微服務(wù)實現(xiàn)如訂單、合同、支付等通用業(yè)務(wù)功能，同時可以為多個專業(yè)微服務(wù)提供諸如用戶信息管理、權(quán)限訪問控制公共信息服務(wù)。技術(shù)微服務(wù)提供用于支撐平臺機制的基礎(chǔ)能力，如分布式業(yè)務(wù)管理、短信發(fā)送、文件管理等。

3.4 微服務(wù)治理

對平臺的微服務(wù)治理重點從服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)、服務(wù)調(diào)用跟蹤以及日志監(jiān)控三個方面考慮。設(shè)計中采用Eureka組件實現(xiàn)，每當(dāng)微服務(wù)啟動時，都會向Eureka發(fā)送自身地址信息，Eureka維護所有微服務(wù)的地址，并定時發(fā)送心跳消息更新微服務(wù)狀態(tài)，微服務(wù)通過Eureka獲取其他服務(wù)調(diào)用地址；服務(wù)調(diào)用跟蹤及日志監(jiān)控應(yīng)用Sleuth+ELK組件實現(xiàn)，Sleuth可以記錄眾多的微服務(wù)之間互相調(diào)用，清晰地記錄服務(wù)的調(diào)用鏈路，ELK（Elasticsearch+Logstash+Kibana），通過實時數(shù)據(jù)采集引擎Logstash和日志框架Log4j對微服務(wù)運行日志進行收集并存儲，應(yīng)用搜索服務(wù)器Elasticsearch及可視化分析平臺Kibana實現(xiàn)日志的查詢、分析，極大地方便運維人員對微服務(wù)調(diào)用失敗的故障分析與快速定位。

3.5 分布式事務(wù)處理

微服務(wù)本質(zhì)是一種分布式架構(gòu)，高并發(fā)情況下會采用異步的消息機制作為微服務(wù)之間的通信方式，因此必須解決分布式事務(wù)處理問題。按照基于可靠性消息模型的思想進行設(shè)計，主服務(wù)與從服務(wù)之間不會直接交互，兩個服務(wù)的狀態(tài)通過消息中間件進行傳遞，根據(jù)對側(cè)狀態(tài)消息決定本側(cè)事務(wù)繼續(xù)或回滾，整個過程中消息中間件要對主從服務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)進行監(jiān)控并更新狀態(tài)信號。假設(shè)主服務(wù)A事務(wù)需要和從服務(wù)B事務(wù)同步，基于可靠消息模型的處理流程如圖4所示。

圖4 微服務(wù)間基于可靠性消息模型的事務(wù)一致性處理流程Fig.4 Transaction consistency processing flow based on reliability message modelbetween microservices

4 基于微服務(wù)的平臺實現(xiàn)

4.1 微服務(wù)同步開發(fā)

智慧能源服務(wù)平臺涉及業(yè)務(wù)廣泛，組織了多專業(yè)、龐大的團隊進行開發(fā)。在傳統(tǒng)單體架構(gòu)模式下，功能開發(fā)、測試、部署都需要協(xié)同，無法在項目要求時間內(nèi)完成。應(yīng)用微服務(wù)開發(fā)模式，將平臺劃分為眾多微服務(wù)，相應(yīng)將整個團隊分為多個小組，不同小組獨立負責(zé)一個或多個相關(guān)微服務(wù)開發(fā)、測試和部署，小組間只需溝通少量的交互接口設(shè)計，保證了各組可以同步開展工作并在集成期間無縫銜接。通過前后端分離技術(shù)，小組內(nèi)部不同開發(fā)人員也能明確分工，獨立開發(fā)，且更專注質(zhì)量。這樣大大降低了開發(fā)的相互依賴性，提升集成和聯(lián)調(diào)效率，確保了項目按時完成。

4.2 內(nèi)部技術(shù)差異屏蔽

平臺采用微服務(wù)架構(gòu)使得不同開發(fā)小組選擇不同開發(fā)技術(shù)成為可能。建設(shè)中負責(zé)多能協(xié)同管理微服務(wù)開發(fā)小組擅長Java開發(fā)，需要與由科研團隊提供的用Matlab開發(fā)的調(diào)度優(yōu)化算法模塊，以及用Python開發(fā)的負荷預(yù)測模塊進行集成。Matlab和Python在多目標(biāo)求解、機器學(xué)習(xí)算法等方面具有優(yōu)勢，而Java重寫則相當(dāng)困難且費時。通過對算法模塊的微服務(wù)封裝，順利實現(xiàn)了算法集成，屏蔽了底層技術(shù)的差異性，實現(xiàn)“黑盒”調(diào)用，節(jié)約了大量開發(fā)與調(diào)試時間。此外，不同微服務(wù)可以根據(jù)業(yè)務(wù)特點應(yīng)用不同類型數(shù)據(jù)庫，例如分布式資源管理微服務(wù)主要涉及結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的操作，可采用MySQL等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫，而多能協(xié)同微服務(wù)側(cè)重對能源網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)操作，則使用PostgreSQL等擅長空間數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)庫，發(fā)揮不同數(shù)據(jù)庫針對不同類型數(shù)據(jù)應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢。

4.3 部署更新

微服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用使得平臺能夠便捷地發(fā)布測試并實現(xiàn)持續(xù)集成。平臺建設(shè)過程中，隨著微服務(wù)陸續(xù)完成并具備部署測試條件，依靠微服務(wù)架構(gòu)實現(xiàn)了單個微服務(wù)的更新上線不影響其他微服務(wù)，大大提高了部署的靈活性。在服務(wù)調(diào)試過程中，需求響應(yīng)微服務(wù)發(fā)生問題并崩潰，得益于微服務(wù)架構(gòu)和前后端分離技術(shù)，平臺的門戶、能源交易、多能協(xié)同等模塊依然正常運行。在運維階段，對需求響應(yīng)微服務(wù)的升級，不需整體服務(wù)關(guān)停，只需更新單個微服務(wù)，既提升了更新部署的靈活性，也提升了平臺運行可靠性，真正實現(xiàn)系統(tǒng)的不間斷服務(wù)。

4.4 平臺擴展

通過應(yīng)用微服務(wù)+容器云的開發(fā)技術(shù)，使得平臺具備服務(wù)級的橫向擴展能力，并提升了資源的利用效率。在開展多能協(xié)同管理微服務(wù)性能測試時，發(fā)現(xiàn)某工單查詢頁面對應(yīng)的一組后臺微服務(wù)存在瓶頸，在200并發(fā)持續(xù)5 min的情況下，存在CPU過載的情況。通過Kubernetes復(fù)制了該微服務(wù)對應(yīng)的Docker實例，并通過微服務(wù)網(wǎng)關(guān)的負載均衡機制，解決了高并發(fā)下的性能瓶頸問題。此外，還可以通過增加微服務(wù)的硬件資源，如服務(wù)器內(nèi)存、使用高性能CPU等手段解決性能擴展問題，應(yīng)對智慧能源服務(wù)平臺用戶的快速擴展。

4.5 平臺測試

選取2個功能場景測試平臺運行性能：“巡視工單查詢”代表簡單查詢類業(yè)務(wù)，“合同電量統(tǒng)計”代表復(fù)雜統(tǒng)計類服務(wù)。測試環(huán)境為2臺8核、16 G虛擬機，一臺部署微服務(wù)Docker，另一臺部署Mysql數(shù)據(jù)庫，100 M網(wǎng)絡(luò)帶寬連接，用LoadRunner軟件。平臺性能測試中，200個虛擬用戶外部用戶并發(fā)執(zhí)行“巡視工單查詢”功能，持續(xù)5 min，事務(wù)平均響應(yīng)時間為0.269 s，成功率100%，對應(yīng)的2臺服務(wù)器CPU使用率分別為9.27%、12.22%，其他資源使用率正常；100個虛擬用戶外部用戶并發(fā)執(zhí)行“合同電量統(tǒng)計”，持續(xù)5 min，事務(wù)平均響應(yīng)時間為0.879 s，成功率100%，對應(yīng)的2臺服務(wù)器CPU使用率為10.13%、12.97%，其他資源使用率正常。結(jié)果顯示，按微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計開發(fā)的智慧能源服務(wù)平臺，根據(jù)業(yè)界性能測試“2-5-8原則”，平臺功能的性能表現(xiàn)良好。

5 結(jié) 論

本文闡述了“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺的建設(shè)背景、需求特點，分析了傳統(tǒng)單體架構(gòu)用于開發(fā)需求多變的互聯(lián)網(wǎng)平臺的局限性，介紹了微服務(wù)架構(gòu)的理念以及優(yōu)點和可能遇到的問題，然后詳細說明了基于微服務(wù)架構(gòu)的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺的總體架構(gòu)、技術(shù)及設(shè)計要點，最后基于微服務(wù)架構(gòu)進行了“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺實踐，證明了平臺在實現(xiàn)擴展性、可靠性以及部署靈活性的同時，可以達到良好的性能。

目前微服務(wù)架構(gòu)在傳統(tǒng)能源行業(yè)的應(yīng)用仍然處于起步階，隨著能源革命的不斷推進以及能源生態(tài)圈的逐步形成，是平臺未來發(fā)展的技術(shù)方向，“互聯(lián)網(wǎng)+”能源的商業(yè)模式將更加豐富多樣，微服務(wù)架構(gòu)將有更大的應(yīng)用發(fā)展空間。本文提出的基于“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源服務(wù)平臺設(shè)計思路與實現(xiàn)方法，旨在探索互聯(lián)網(wǎng)新型IT架構(gòu)在能源行業(yè)中的應(yīng)用，為行業(yè)內(nèi)建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺提供參考。