Quarkus技术系列「云原生架构原理」在云原生时代下的Java“拯救者”是Quarkus,那云原生是什么呢?

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Quarkus技术系列「云原生架构原理」在云原生时代下的Java“拯救者”是Quarkus,那云原生是什么呢?相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

云原生时代下的Java“拯救者”

在云原生时代,其实Java程序是有很大的劣势的,以最流行的spring boot/spring cloud微服务框架为例,启动一个已经优化好,很多bean需要lazy load的application至少需要3-4秒时间,内存需要几百M,业务逻辑稍微复杂一点点,没有1G以上的内存是很难满足业务的需要呢?

在讨论夸克斯(Quarkus)之前,我们先了解一下什么是云原生。为什么说下一代Java云原生服务就是Quarkus?

云原生架构简介

Cloud Native(云原生),这是一个既陌生又熟悉的名词,它是Matt Stine提出的一个概念,它是一个思想的集合,包括:DevOps、持续交付(Continuous Delivery)、微服务(MicroServices)、敏捷基础设施(Agile Infrastructure)、康威定律(Conways Law)等

Cloud Native(云原生)准确来说也是一种文化,更是一种潮流,它是云计算的一个必然导向,意义在于让云成为云化战略成功的基石,而不是障碍。

Cloud Native(云原生)的特点和方面:

  • 技术(微服务,敏捷基础设施)
  • 管理(DevOps,持续交付,康威定律,重组等)

Cloud Native也可以说是一系列Cloud技术、企业管理方法的集合。

Cloud Native(云原生)的定义和概念

Cloud Native(云原生)是更好的工具、自我修复系统、和自动化系统的集合,可以让应用和基础设施的部署和故障修复更加快速和敏捷,极大的降低企业在云计算方面的部署成本。

目前业界公认的云原生主要包括以下几个层面的内容。

  • 容器,服务网格,微服务,不可变的基础设施,公开的API都接近云原生相关概念。

  • 云原生技术可以让系统松耦合,支持弹性伸缩、可管理的、清晰的。

随着容器、kubernetes、Serverless、FaaS技术的演进,CNCF(Cloud Native Computing Foundation ,云原生计算基金会)把云原生的概念更广泛地定义为“让应用更有弹性、容错性、观测性的基础技术,让应用更容易部署、管理的基础软件、让应用更容易编写、编排的运行框架等”,希望能够让开发者最好的利用云的资源、产品和交付能力。

云原生的发展历程

  • 2004 年 ~ 2007 年,Google 已在内部大规模地使用像 Cgroups 这样的容器技术;
  • 2008 年,Google 将 Cgroups 合并进入了 Linux 内核主干。
  • 2013 年,Docker 项目正式发布。
  • 2014 年,Kubernetes 项目也正式发布。
    • Kubernetes项目发布的原因也非常容易理解,因为有了容器和 Docker 之后,就需要有一种方式去帮助大家方便、快速、优雅地管理这些容器,这就是 Kubernetes 项目的初衷。在 Google 和 Redhat 发布了 Kubernetes 之后,这个项目的发展速度非常之快。
  • 2015 年,CNCF 成立。
    • 由 Google、Redhat 以及微软等大型云计算厂商以及一些开源公司共同牵头成立了 CNCF 云原生基金会。CNCF 成立之初,就有 22 个创始会员,而且 Kubernetes 也成为了 CNCF 托管的第一个开源项目。
  • 2017 年,CNCF 达到 170 个成员和 14 个基金项目。
  • 2018 年,CNCF 成立三周年有了 195 个成员,19 个基金会项目和 11 个孵化项目,如此之快的发展速度在整个云计算领域都是非常罕见的。

云原生技术生态现状

因此,如今我们所讨论的云原生技术生态是一个庞大的技术集合。CNCF 有一张云原生全景图(https://github.com/cncf/landscape),在这个全景图里已经有 200 多个项目和产品了,这些项目和产品也都是和 CNCF 的观点所契合的。所以如果以这张全景图作为背景,加以思考就会发现,我们今天所讨论的云原生其实主要谈论了以下几点:

云原生基金会 —— CNCF

CNCF是目前云计算领域最成功的开源基金会之一,是 Kubernetes、 etcd、Envoy 等知名开源项目的托管基金会。

云原生技术社区

比如像 CNCF 目前正式托管的多个项目共同构成了现代云计算生态的基石,其中像 Kubernetes这样的项目已经成为了世界首屈一指,非常活跃的开源项目;目前从 CNCF 毕业的项目有很多,例如Kubernetes 、Prometheus、Envoy、CoreDNS、containerd、Fluentd 。

云原生服务架构的原则

高可用架构设计的原则

  • 可观测:可以通过运行状态和数据分析,实现可观测模式下的运行状态和运行数据分析。

  • 可灰度:可以实现蓝绿发布、AB测试、金丝雀发布机制等,实现数据服务的流量控制。

  • 可回滚:可以实现服务的fallback和reback回滚方式。

提高架构可用性的设计原则

  • 解耦:消息队列、分布式队列、服务拆分

  • 冗余:异地容灾、多点部署、主从切换

  • 异构:sidercar模式进行分析和实现

  • 异步:消息队列、异步调用、响应式编程

微服务设计原则

盗用官方图片一个:

原则一:完整性

功能完整性:功能内部逻辑独立,外部依赖较少。

微服务完整性:服务里面的每个微服务都应能独立完成具体的业务操作或者流程,都有明确的输入、输出和处理逻辑。

原则二:技术限制

需要使用事务一致性的功能需要放在一个微服务内,尽量避免分布式事务问题。

原则三:性能扩展

对于用户使用频率较高,性能要求较高的功能可单独作为一个微服务,以便做多节点扩展提升性能。

原则四:耦合性

微服务和微服务之间尽量避免相互调用依赖。可以通过 RPC 远程调用接口的方式,对于关联性较高的功能,应放在同一个微服务内。

公共使用的功能可设计在一个公共微服务。比如日志功能,文件上传功能以及一些底层技术组件等,可设计在一个微服务中。

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