Micro-service architecture based on restful

经过2个多月的研发周期，上周六发布了关于AI赋能的数据平台的产品。

最近码子频率低很多，天天码代码。衰~

今天，我们来谈谈微服务架构。

微服务架构，所有服务基于restful相互访问，部署模式全容器化，k8s进行调度。

从整体来看，这样的设计符合目前服务容器化的大趋势，我们一路采坑踩。

我曾经一直从事大数据平台产品的研发和设计工作，但是个人对于容器技术一直秉承谨慎的态度。

因为我做的是数据的持久化系统，而容器在我看来只能跑一些无状态的服务，有状态需要持久化的系统不应该放到容器中运行。

并非我以前没有使用过容器或者k8s系统，认知不够, 我们就此讨论一下。

Why Docker

我曾经构建过基于 docker 实现的持续集成平台，效果非常显著，基于docker的application部署，简直是开发者的福音。

没有docker技术之前，一千个开发者有一千种部署application的方式，为了要部署上各种application，浪费大量时间调试。

也有一些其他解决方案，比如rpm/deb标准化的包，通过一些shell/python/ruby脚本控制，已经比较方便了，部署需要修改一堆参数，稍有不慎就是各种错误。

docker技术可以说给所有的application部署提供的一套标准方案，只需要安装dockerfile编写需要打包的内容、依赖、启动脚本，然后docker build就可以生成docker image.

由于docker做到了环境独立，通过docker image，到任何一台安装的docker的机器，直接docker pull && docker run 就可以开始愉快的体验和使用application。

可以说docker为复杂的应用部署提供了一套标准化的解决方案，而且是比较一次性彻底的解决方案。

有些类似曾经的rpm/deb系统包，你现在只需要一个docker image，就可以把应用部署起来，并且保障可用性和容易维护，前提是你已经安装好docker服务。

我是一个分布式持久化数据存储系统的，对于容器化部署，探索一段时间，感觉多年研发的软件架构上需要重新调整适应容器化的特点。

近年来实现的新软件，基本都可以支持容器化部署，而对于Hadoop Ecosystem显然比较得不偿失。

并非无法实现，而是因为性能、稳定性、持久化存储、网络、DiskIO等多方因素，容器化后是否依然高效。

如果硬上也是可以的，前几年我们也见识过Mesosphere公司基于Mesos核心，提出过一个新的概念数据中心操作系统DC/OS，国内也有团队曾经出来分享基于DC/OS实现的全容器化的topic。

几年一晃而过，已经没啥声音，不知道用的怎样了，全容器化的数据服务，大家都比较谨慎吧。

Why k8s

k8s 全称kubernetes，是Google开源的容器调度系统，功能很强大，涉及的知识也非常多，索性在1年多前研究过k8s，当时安装和使用成本还比较高，所以当时就没有上k8s，仅仅上了docker，

用来做公司内部的持续集成平台，帮助提缩短品研发周期，构建强大的自动化测试发布系统。

k8s给我的感受，实现的越来越复杂，功能也越来越强大，目前基本k8s已经是容器化调度的核心标准。容器集群都是基于k8s来做，我个人并没有很多k8s的使用经验，简单谈几点感受。

k8s真正解决了容器化后应用的管理和维护问题，可以基于 restful 传递 template 帮助管理容器，让大规模容器化的使用和维护成为可能。

k8s管理很多无状态服务，可以大大缩短application的发布和部署周期，让一天持续发版上线成为可能，并且容器中任务的运行情况监控变得容易。

k8s系统可视化界面还比较简单，主要是使用方式，基本要很好的使用符合自己公司业务，需要自己基于client封装一层，用起来更爽，不对业务造成负担。

k8s持久化存储，底层可选的方案：ceph、glusterfs、nfs、local storage等方案。

k8s容器化调度，如果不是大规模镜像创建和管理，建议轻易不要上k8s，维护不易，如果资源不足，使用起来很痛苦。

restful 微服务

终于进入正题，我们所有的服务都是容器化部署，基于k8s部署管理。

跑在容器内部的提供restful服务的全都采用SpringBoot实现，而且几十个微服务化的组件都是基于restful的接口进行沟通，导致整体项目复杂度

特别大，部署、restful接口之间调用成本大大增加, 接口变更，上下游的依赖服务比较痛苦，特别是如果没有及时通知变更，导致异常情况，而

整体又没有定义异常约束状态，让我意识到，HTTP statusCode的定义和规范异常重要，不然各个微服务系统自己独立一套异常处理逻辑，微服务之间

相互调用成本又进一步增加，每次测试上线，成本异常高昂。

微服务化，系统之间相互依赖，API层层转发，也是一个非常大的成本，只要一个服务不work，导致整个请求完全失败，如果测试的时候没有覆盖，各个服务down情况，上线是一个非常大的坑。

微服务化，系统之间调用的容错性处理，也是需要提前设计和规避的，或者说是一些约定和规范。

微服务化，服务之间约定的全局状态同步，是一些很小的数据，但是必须全局一致性，需要持久化，但是容器化之后，持久化变得有些不可靠。

微服务化，数据计算或数据同步类容器，基于 Java 开发，如果资源给得比较小，容易出现oomkilld的情况，需要动态控制容器资源，目前还不太容易控制，

因为，不同数据量的冲击和资源的配比不合理可能导致频繁的oomkilld，只能在创建容器的时候可以通过config配置cpu, memory的值，并且调节jvm的一些

参数进行优化和资源GC控制，但是如果容器内部有特别大的数据量，也不是很好控制，只能限流，降低数据拉取速度，数据计算和同步容器对系统的压力比较大，

虽然容器化，确实能做资源隔离，但是大量容器的创建和使用，经常导致容器limit，cpu达到百分之几百，而导致后续容器无法正常创建出来。

海量的容器创建和管理，虽然有k8s，但是也不是那么容易管理好，需要有充足的资源和使用规划，出现大量的野容器和野数据，是一种资源的浪费。

由于大量微服务相互依赖，需要相互获取一些全局信息，大家比较系统把它注入到全局的环境变量中，代码中获取环境变量即可拿到值，虽然很方便，但是

也让我踩到一个大坑，就是环境变量冲突，我在springboot的application-dev.yaml中配置的变量，springboot会在启动的时候注入到环境变量中，但是被

其他服务复写了，导致我获取到错误的值，服务发布上线后导致整个系统down掉，排查良久，坑…，也是一些规范和约束的问题吧。如果能引入一个全局

的配置中心，可以自动发现和管理所有服务的配置，并且配置变更能主动通知变化，无疑是更好地方案，但是使用成本不见得低，都是权衡的问题吧。

关于springboot环境变量和配置变量的关系，详见： https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/boot-features-external-config.html

微服务化，统一权限控制服务，是一个极其重要和讲究的模块，主流的基于API的鉴权，主要是：JWT Token，Oauth 2.0 对数据加密传输，完成鉴权，实现起来可复杂可简单，

主要是支持跨域验证的问题，服务都是restful的设计，必然需要前后端分析，引入ng5/react前端框架，整体复杂度又上一个台阶。

微服务，依赖太多容器外部服务，数据相关依赖Hadoop Ecosystem，需要选定一个发行版进行兼容，通过一些强大的基础软件系统帮助更好地解决智能化数据分析过程。

总结

关于数据平台，基本都是私有化部署，容器化比较困难，而一些计算类的算子、AI算法或者Long service，完全容器化，便于管理和发布。

目前Hadoop Ecosystem + AI, 正如火如荼发展，也出现了一些不同的发展方向。

A类，公司让YARN调度Docker，实现AI算法和YARN融合和Hadoop融合，耦合紧密，改造时间和难度大，Hadoop 3.0已初步支持。

B类，公司让k8s调度Docker，实现AI算法和K8s融合，远程加载Hadoop ecosystem数据，耦合没那么紧密，可独立发展。

那么，我们今天引入一个新的话题，AI数据平台应该怎么做？主流的做法有哪些？有哪些讲究？

我上半年有做过一个开源数据平台，主打Core Data + Core AI设计: 企业级 Core Data & Core AI 流分析平台

其中，关于Yarn内容可忽略，主要是海量数据理想跑批、Core AI融合Yarn跑模型使用的，需依赖Hadoop Ecosystem，开源的版本中未提供。

开源主要提供Core Data，在未来的版本中会支持升级版混合数据存储加AI功能的版本, 希望有时间吧。

先上图，且听下回分解:

A方案: Hadoop+AI，在YARN改造支持容器调度，YARN往通用的资源管理调度框架发展，轻松移植各类AI框架和算法到分布式系统。

B方案: Hadoop+AI，data-platform和machine-learning分开调度，一个基于k8s容器化算法，提交任务到spark on yarn，或者ML/DL on Yarn上。

C方案: DC/OS，一套数据中心操作系统方案，也是基于容器化，比较彻底。

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