一個合格的CloudNative應用:程序當開源軟件編寫,應用配置外置
整個端到端CloudNative產品落地,計劃分為六個階段展開:
Cloud Native Phase 1 - 云上微服務開發端到端
Cloud Native Phase 2 - 云上DevOps
Cloud Native Phase 3 - 云原生應用AutoConfig
Cloud Native Phase 4 – 如何實現云上彈性伸縮和熔斷限流
Cloud Native Phase 5 - 云上權限管理和網絡安全
Cloud Native Phase 6 – 如何申請外網域名和SSL證書
本文為第三章即Cloud Native Phase 3 - 云原生應用AutoConfig。
題記:
在前面一陣摸索以后,我們的應用已經可以在云上運行起來的,但還很原始,雖然用了spring.prifles.active來區分不同環境的配置,但還是和代碼在一起。
對于一個合格的CloudNative應用,應該把自己的程序當做開源軟件來編寫的,不該將數據庫連接信息和密碼放在代碼里,一定要將配置外置。
因此我試著在華為云上落地這套標準,期間嘗試了從ServiceStage、CCE、CSE這三個入口進行配置注入,最終實現能夠在應用啟動時,主動拉取配置,覆蓋本地配置文件里的調試配置,并能夠在線配置并生效。
打法是:CCE配置啟動參數,制定SpringProfiles;配合CSE做應用配置,將資源外置后的配置記錄于此,并可以動態更新,最終實現了配置外置的訴求。
另外,通過這次增加的多版本管理,嘗試梳理了一下ServiceStage的組件、CCE的workload、CSE的應用和微服務之間,錯綜復雜的概念之間的關系,個人淺見,歡迎指正:
1. 初始化配置
在系統初始化的時候,不可能一點配置都沒有,所以保留一些基礎配置在配置文件里是有必要的。配置外置并不意味著100%的配置都要外置,而是把外部依賴資源的配置,特別是容易變化配置外置。
在代碼層面,首先要進行基礎配置。先看代碼結構,這里除了最基本的application.yaml,增加了bootstrap.yaml和*-dev.yml等帶后綴的文件。
介紹一下原理:
首先介紹Bootstrap Application Context:
它是Spring Cloud Context的父Context,所以從外部配置源里加載配置一般從這里來,且優先級高于其他一切配置文件。于是,我們也利用這個能力,借助CSE的微服務配置中心能力,進行Spring的外部參數寫入。
然后介紹Spring profiles:
為了把通用配置和環境相關的配置區分開,比如DEV環境沒有AK/SK認證,而線上環境都有認證,這種配置項上的區別,引入了Spring profiles的概念,當Springboot啟動的時候,會根據profiles.active參數判斷應該啟用那個環境配置
PS:參考SpringCloud官方解釋
另外,就是哪些配置應該放在配置文件里,理論上除了最基礎的配置,在啟動時使用的,其余的配置都可以放在CSE的微服務配置中心里,而不必在本地配置文件里存在,另外就是本地配置里存在的,也可以通過二次設置在微服務的配置中心里,進行覆蓋,比如數據庫連接池的大小,而不需要修改代碼,至于改完以后,要不要重啟,那就得看生效的邏輯了。
CSE配置中心引入,需要先引入依賴包,然后在bootstrap.yaml中配置CSE配置中心的地址、認證信息等。
這里可以參考官方文檔,主要關注bootstrap.yaml的配置參數:使用分布式配置中心
參考地址:huaweicloud/spring-cloud-huawei
可以參考現有的SpringCloud基線版本,選擇SpringCloud-Huawei的版本
微服務引擎提供了分層次的配置機制。按照優先級從高到低,分為:
配置中心(動態配置)
Java System Property(-D參數)
環境變量
配置文件
參考官方文檔:配置微服務
2. 本地CSE配置中心能力驗證
前提條件,本地得安裝一個Local-CSE并啟動,這部分參考云上DevOps:2.1-本地環境準備
原始文件可以參考Github的Demo,配置文件入口,我這里進行了修改,因為bootstrap.yaml優先級高于application.yaml,參數只要在bootstrap.yaml中出現過,就不會使用application.yaml中的配置了。
上代碼,application.yaml,可以看到配置很少,因為大部分bootstrap.yml中已經包含,就都去掉了
這是bootstrap.yml,注意這里的spring.application.name、spring.cloud.servicecomb.discovery.appName和spring.cloud.servicecomb.discovery.version會組成一個微服務私有的參數作用域,這里的優先級高于全局作用域application。特別注意,云上的CSE環境,除了上面提到的,還需要增加server.env參數。另外,server.env有四個參數可以選development、testing、acceptance、production
關于如上參數的定義,參考官方文檔:使用分布式注冊中心和官方文檔:使用分布式配置中心。
直接上代碼
為了驗證CSE配置中心的參數,是否能覆蓋application.yaml中的參數配置,我選了一個很特別的參數:spring.datasource.password,如果能夠覆蓋成功,那么啟動后,創建數據庫連接池一定會報錯。
首先,打開本地CSE配置中心,地址為:http://localhost:30106/#/cse/services/config,創建一個配置項,作用域選VodMgrService@CabgOne#1.0.0,關于application的作用域后面再解釋。
重啟本地微服務,啟動后創建數據庫連接池就報錯了,符合預期。
結論:CSE配置中心的參數,能夠覆蓋application.yaml中的參數配置
為了驗證CSE配置中心的參數動態生效,需要使用注解@RefreshScope,同時也引入ConfigRefreshEvent來監聽事件變化,這樣就會得到一個效果,對于動態生效的參數,可能需要一些重建或刷新,比如連接池、緩存、Client等。
首先,增加一個配置項config.value
然后很快可以看到后臺日志打印出來,包括自己的-,也響應了日志
查看一下數據,已經響應為TryMe
具體的配置,在后臺是輪詢的,響應周期配置參數為cloud.servicecomb.config.watch.delay,目前是10秒一次
修改一下配置,為TryMeAgain
再看后臺日志,有新的觸發器發生
再次請求API,數據已經更新
再深入去看,這里的getChange()返回是一個Set
結論:本地CSE配置中心的參數能夠動態刷新,并開放了ConfigRefreshEvent,以擴展配置更新后的業務動作。
目前CSE的配置中心提供兩級作用域限制,一個是全域,一個是私域,即微服務內部(不同版本有區分)。
增加一個作用域為application的全域參數,一個作用域為VodMgrService@CabgOne#1.0.0的私域同名參數
驗證一下,生效的作用域是VodMgrService@CabgOne#1.0.0
刪除私域參數后,生效的作用域是application
結論:本地CSE配置中心的全域配置的優先級,低于微服務內部配置,即私域配置可以覆蓋全域配置。
3. 云上配合外置落地
代碼提交,推送到CodeHub上,流水線在CloudPipeline自動驅動起來,開始執行,打包、制作鏡像、推送SWR,并且展開了代碼質量檢查。這些得益于前面的WIKI:Phase2 - 云上DevOps
由于ServiceStage的自動部署能力還不滿足,所以手工將DockerImage升級到環境上,這里直接使用CCE進行操作,原因在題記里介紹了,ServiceStage的參數配置不太好用
選擇升級版本,點高級配置,CCE的核心配置入口都在這里了
在啟動時,注入最核心的一個參數-Dspring.profiles.active=uat
此處的命令是Docker啟動是的ENTRYPOINT,下面那個是CMD,會覆蓋Dockerfile里的命令
點擊右下角的提交,會看到實例列表中已經有一個新的pod在啟動
回到AOM服務,查看日志,會發現The following profiles are active: uat,符合預期
首先回退上面那一步的配置,進入高級設置->環境變量
增加環境變量JAVA_TOOL_OPTIONS,值設置為-Dspring.profiles.active=uat
提交以后查看日志,符合預期
至于為啥JAVA_TOOL_OPTIONS能用,因為JVM原生就包含這個參數,可以用來在啟動時寫入配置,可以參考Oracle的官方文檔
CCE的配置中心包含了兩個大類,配置項ConfigMap和秘鑰Secret,前面介紹的CCE環境變量,支持從配置中心導入參數,比如我可以在ConfigMap里寫入這個參數,然后在CCE的環境變量中引入。
首先創建一個配置項,這里的配置項是按照集群、命名空間區分的
然后創建一套配置項,輸入一套KV
回到CCE升級的步驟,修改環境變量,增加一項配置項寫入的變量,可以選到剛才輸入的KEY,就不用輸入VALUE了
然后再看看秘鑰,玩兒法類似,但是有一點很“有趣”:這里的秘鑰是要主動用BASE64轉碼過才能保存,不過在使用的時候,會解密的,因此不必關心轉碼回來的問題。
無論是配置項ConfigMap還是秘鑰Secret,都可以支持利用CCE的數據存儲掛載能力寫入參數到容器里,簡單理解,就是會自動幫你把配置下載到一個容器的存儲位置上,文件名是KEY,內容是VALUE,可以在代碼里讀取這個配置。
配置方式很簡單,選擇配置項,然后寫一個掛載目錄即可
這里是另一個核心,線下驗證過,云上的CSE類似,但是配置模型更復雜,增加了server.env維度,并且全域和私域參數配置位置不一樣。
首先,從ServiceStage->微服務CSE->配置管理,進入全域配置頁面,選擇環境為yaml里配置的server.env參數
返回結果為,生效
PS:如果這里不選環境,則參數無法讀取,即環境為空也是一類環境,不同環境之間隔離
然后,從ServiceStage->微服務CSE->微服務目錄,進入私域頁面
進而選擇動態配置,在配置作用域時,選擇不帶version的,環境是固定值,
返回結果為,生效
同樣的頁面下,在配置作用域時,選擇帶version的,
返回結果為,生效
P1:微服務私域,帶Version
P2:微服務私域,無Version
P3:全域,帶環境
其余參數都不生效,包括全域無環境、全域不同環境、微服務私域不同Version
總結
綜上,基于華為云ServiceStage、CCE、CSE的配置外置能力,可以支撐微服務在不同環境中靈活部署,而無需修改代碼。目前的總結打法是:
利用CCE的容器啟動參數,或環境變量,寫入profiles.active參數
利用CSE的配置中心,寫入業務參數,如MySQL連接串、連接池配置、GES引擎地址、VOD服務Endpoint地址等
云原生 容器 微服務
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