.NET 生态系统的蜕变之 .NET 6云原生

Posted 2021-12-09 dotNET跨平台

云原生的英文名是cloud native，native 就是土著的意思，也就是土著对当地的环境是非常适应的，在云的环境和传统的数据中心是非常不同的，云原生就是要用的云的技术来构建应用， 利用云的技术来降低种端服务的风险和提高可用性，.NET Core和kubernetes 同年诞生发展， 2018年kubernetes 已经奠定了在容器编排领域的王者地位，2019年之后越来越多的企业选择基于云原生的技术或管理方法，把业务生于云或迁移到云平台，从而享受云的高效和持续的服务能力。

随着2021年kubernetes 的进一步普及， 微服务构建也转向了以Sidecar 模式，这种Sidecar 模式正在以更加迅猛的势头将中间件领域的能力下沉至 Kubernetes 这个新一代的应用基础设施当中，除了已经如火如荼的 Istio 对流量治理领域的颠覆，微软在CNCF 社区开源了 Open Service Mesh ，在Service Mesh这个领域处于战国时期，各种框架百花齐放。而与此同时， OAM 在微软的姊妹项目 Dapr 则直接拉齐了 Kubernetes 与中间件在“服务发现与绑定”侧的距离。所有这一切背后的用户动机是非常清晰的：云原生时代的中间件，既要语言无关，也要平台无关。

在所有问题上，对于任何给定的项目而言，正确的方法都可能介于两个极端之间（要么微服务架构，要么单体架构），微服务的构建在企业软件设计中正在取得平衡，不会再走向极端，而是接受了微服务的真正内涵，既与语言无关，又与平台无关，选择适合自己团队背景的技术构建云原生应用，对于dotnet 技术背景的团队在构建云原生应用，.NET 6为你提供了很好的技术底座。

• 体积更小：对于微服务分布式架构而言，更小的体积意味着更少的下载带宽，更快的分发下载速度，.NET 6的镜像体积都很小，alpine的镜像更小，带上应用程序通常80M。

• 启动速度更快：对于传统单体应用，启动速度与运行效率相比不是一个关键的指标。原因是，这些应用重启和发布频率相对较低。然而对于需要快速迭代、水平扩展的微服务应用而言，更快的的启动速度就意味着更高的交付效率，和更加快速的回滚。尤其当你需要发布一个有数百个副本的应用时，缓慢的启动速度就是时间杀手。对于Serverless 应用而言，端到端的冷启动速度则更为关键，即使底层容器技术可以实现百毫秒资源就绪，如果应用无法在 500ms 内完成启动，用户就会感知到访问延迟。

• 占用资源更少：运行时更低的资源占用，意味着更高的部署密度和更低的计算成本。.NET 6的 CLR启动速度非常快，降低启动时资源消耗，可以减少资源争抢，更好保障其他应用 SLA。

• 支持水平扩展：.NET 6默认更好的支持Docker资源限制，官方团队也在努力让.NET 6成为真正的容器运行时，使其在低内存环境中具有容器感知功能并高效运行。随着内存成本的下降和虚拟化的流行，大内存配比已经成为趋势。所以我们一般是采用水平扩展的方式，同时部署多个应用副本，在一个计算节点中可能运行一个应用的多个副本来提升资源利用率。

上面说了.NET 6 在云原生方面所完成的蜕变，很多人可能会以Java生态丰富来说明Java的种种优势，.NET 6相对于Java 17在云原生时代有太多的优势，.NET团队早在2014年完成转型，在云原生时代完成了蜕变，和Java相比已经是不同的世界，.NET更多的向Go、Rust等轻量级平台靠齐。随着 Dapr 在2021年2月份发布了1.0版本，它为我们提供了一组构建块和支持工具，可帮助我们以易于部署和可重复的方式实现关键的微服务设计模式，有了Dapr的支持，再来谈Java 生态丰富就有点可笑。

Dapr 当前有7大模块，每个模块都是为云原生应用开发的特定问题准备的，其中核心模块是Actor。

Actor 是一种并发编程的模型，Actor 表示的是一个最基本的计算单元，封装了可以执行的行为和私有状态。actor 之间相互隔离，它们并不互相共享内存，也就是说，一个 actor 能维持一个私有的状态，并且这个状态不可能被另一个actor所改变。在 actor 模型里每个 actor 都有地址(信箱)，所以它们才能够相互发送消息。每个 actor 只能顺序地处理消息。单个actor不考虑并发。

Dapr 中 actor 是虚拟的，它们并不一定要常驻内存。它们不需要显式创建或销毁。dapr actor runtime 在第一次接收到该 actor ID 的请求时自动激活 actor。如果该 actor 在一段时间内未被使用，那么 runtime 将回收内存对象。如果以后需要重新启动，它还将还原 actor 的一切原有数据。

Actor placement service 为系统提供了 actor 分发和管理，placement 会跟踪 actor 类型和所有实例的分区，并将这些分区信息同步到每个 dapr 实例中，并跟踪他们的创建和销毁。

Dapr的Virtual Actor 源自dotnet的老牌开源项目Orleans：https://github.com/dotnet/orleans。Orleans 更像是Spring Cloud构建微服务的体系，局限在.NET社区里，如果你喜欢使用Orleans 构建微服务，最近正好出版了一本Orleans的中文书《Orleans：构建高性能分布式Actor服务》 ,Dapr Actor 把 Orleans 带到所有的社区，如果你是用java，可以使用spring boot + dapr actor 写业务，这里可以给你一个案例，就是深圳的 行云创新他们就是用的这个组合，具体可以参考b站视频《直播回顾：Dapr——云原生开发新思路》。