Openstack+Kubernetes+Docker微服務實踐之路--RPC

重點來了,本文全面闡述一下我們的RPC是怎麼實現並如何使用的,跟Kubernetes和Openstack怎麼結合。 
在選型一文中說到我們選定的RPC框架是Apache Thrift,它的用法是在Main方法中重啓服務,在Client端連接服務去調用,

而我的想法是要跟Dubblo、HSF的用法一樣,因爲很多人都熟習這兩個框架的用法,特別是我們好幾個項目都是基於EDAS開發的,而且世面上用Dubbo的公司也很多。

順便再說一下我們對於RPC的幾點要求:

  • 1,兼容Dubbo和HSF的使用方法,支持版本和服務分組,支持項目隔離
  • 2,客戶端重試機制,可以配置次數和間隔時間
  • 3,客戶端線程池
  • 4,服務端可以平滑無縫升級而不影響客戶端的使用

兼容Dubbo就必然要使用Spring框架,那我們就直接上Spring Boot好了,號稱Spring Boot爲微服務開發而生,一步到位,將Thrift跟Spring Boot整合。

版本和服務分組可以通過Kubernetes的Service的Label來實現,我們客戶端在查找服務的時候通過這兩個標籤再加上接口類的Label來定位Service的Cluster IP,這裏不直接使用Service名稱來調用服務的原因是通過Label查詢Servcie更加靈活一些,Service的名稱不受限制,隨時可以啓動一個帶有相同Label的新Service來替換舊的Service.
項目隔離可以用Kubernetes的namespace來實現,一個namespace是一個項目,當然項目之間也可以互相調用,默認情況下是整個Kubernetes集羣的服務都是可以被調用到的如果在沒有指定namespace的情況下。

客戶端重試機制用代理Thrift連接的方式來實現,在連接或接口方法調用異常時發起重新連接,參考:https://liveramp.com/engineering/reconnecting-thrift-client/

客戶端連接池是由於在WEB項目中每次用戶發起請求是在一個獨立的線程中,而Thrift的Client Socket連接不是線程安全的,因此要爲每個用戶準備一個Socket連接,有點像數據庫的連接池,這個可以用apache的commons pool2來實現,這個有很多網友的文章可以參考,本文就不在贅述了。

服務端平滑升級可以使用Kubernetes的Kubectl rolling-update來實現,它的機制是先創建一個RC,然後新建一個新版本Pod,停掉一箇舊版本Pod,逐步來完成整個RC的更新,最後刪除舊的RC,把新的RC名稱改爲舊的RC名稱,升級過程如下圖:

 
這裏會有一個問題,因爲有一個時間段會新舊RC共存,由於Service是基於RC的Label建立的,那過來的請求是不是會得到兩種結果?


 如果是的話要防止這樣的情況發生就要像上面說的,將整個Service替換,先啓動一個新的Service跟舊的Service有相同Label,然後刪除舊的Service以及RC,在發生服務請求的時候Thrift Client在找不到舊的服務的時候根據Label重新查找Service就會切換到新的Service上。

 
下面展示一下大概的實現及使用方法,假設你熟習Kubernetes或者簡單瞭解,熟習Docker。

服務端

配置


    <bean class="io.masir.testcloud.thrift.HelloImpl" id="helloImpl"/>
    <bean class="io.masir.testcloud.thrift.ThriftSpringProviderBean" init-method="init" id="providerBean">
        <property name="serviceInterface" value="io.masir.testcloud.thrift.HelloService"/>
        <property name="serviceVersion" value="1.0.0"/>
        <property name="serviceGroup" value="testServiceGroup"/>
        <property name="target" ref="helloImpl"/>
    </bean>

ThriftSpringProviderBean核心代碼 這是Thrift和Spring整合的核心代碼,可以借鑑其它網友的Thrift Spring實例。


public class ThriftSpringProviderBean  extends Thread {
 


    private int port = 10809;
    private String serviceInterface;
    private String serviceVersion;
    private String serviceGroup;
    private Object target;
 
    public void run() {
        try {
            TServerSocket serverTransport = new TServerSocket(getPort());
            Class Processor = Class.forName(getServiceInterface() + "$Processor");

            Class Iface = Class.forName(getServiceInterface() + "$Iface");

            Constructor con = Processor.getConstructor(Iface);

            TProcessor processor = (TProcessor) con.newInstance(getTarget());

            TBinaryProtocol.Factory protFactory = new TBinaryProtocol.Factory(true, true);
            TThreadPoolServer.Args args = new TThreadPoolServer.Args(serverTransport);
            args.protocolFactory(protFactory);

            args.processor(processor);
            TServer server = new TThreadPoolServer(args);
            logger.info("Starting server on port " + getPort() + " ...");
            server.serve();
        } catch (TTransportException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    public void init() {
        start();
    }
 
    public String getServiceInterface() {
        if(serviceInterface.endsWith(".Iface")){
            serviceInterface = serviceInterface.replace(".Iface","");
        }
        return serviceInterface;
    }


}

客戶端

考慮到Kubernetes是有負載和服務發現的功能,那我們如何跟Thrift整合在一起使用是我們要解決的問題

配置


    <bean class="io.masir.testcloud.thrift.ThriftClientBeanProxyFactory">
        <property name="k8sAPIServer" value="http://100.0.1.5:8080/"/>
        <property name="interfaceName" value="io.masir.testcloud.thrift.HelloService"/>
        <property name="version" value="0.0.1"/>
        <property name="group" value="thrifttest"/>
    </bean>

k8sAPIServer 是Kubernetes的API地址,用來根據 group、version、interfaceName 三個參數查找服務的集羣地址

ThriftClientBeanProxyFactory 的實現請參考 http://blog.csdn.net/muyuxuebao/article/details/51556066  ,包括重新機制也有了。

另外推薦一個Kubernetes Api訪問的Java組件,非常好用和靈活


        <dependency>
            <groupId>io.fabric8</groupId>
            <artifactId>kubernetes-client</artifactId>
            <version>1.4.14</version>
        </dependency>

生成Image

服務的Dockerfile

FROM  registry2.io/public/java:7
Copy jn-boot-0.0.1.jar /jn-boot.jar
EXPOSE 10809
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
RUN echo Asia/Shanghai > /etc/timezone
ENV TZ Asia/Shanghai
ENTRYPOINT   java -jar /jn-boot.jar

消費者Dockerfile

FROM  registry2.io/public/java:7
COPY jn-boot-client-0.0.2.jar /jn-boot-client.jar
EXPOSE 10809
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
RUN echo Asia/Shanghai > /etc/timezone
ENV TZ Asia/Shanghai
ENTRYPOINT   java -jar /jn-boot-client.jar

需要有兩個地方注意一下,使用Copy,每次都要覆蓋拷貝到Image中,另一個是日期應該放在基礎Image中,Build生成Image後Push到我們Registry中。

部署到Kubernetes

程序開發或者說開發思路基本實現了,下面就是部署上線測試,Kubernetes的Pods基於Docker運行,那就會用到Registry,一個Pod會是一個Docker容器,所以Kubernetes的流程是從Registry中拿到Image然後啓動一個Dokcer容器,由於我們配置的Registry是有權限的,所以要先生成Kubernetes的Secrets,

kubectl create secret docker-registry registry2key --docker-server=registry2.io --docker-username=admin --docker-password=1 [email protected] --namespace=thrift-demo

然後在yaml中配置:

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: thrift-c
  namespace: thrift-demo
spec:
  replicas:1
  selector:
    app: thrift-c
  template:
    metadata:
      name: thrift-c
      labels:
        app: thrift-c
    spec:
      containers:
      - name: thrift-c
        image: registry2.io/thrift/thrift-c:0.0.2
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 9091
      imagePullSecrets:
        - name: registry2key

注意裏面的 imagePullSecrets registry2key

{
    "kind": "Service",
    "apiVersion": "v1",
    "metadata": {
        "name": "thrift-c-app",
        "namespace": "thrift-demo"
    },
    "spec": {
        "selector": {
            "app": "thrift-c"
        },
        "ports": [
            {
                "protocol": "TCP",
                "port": 9091,
                "targetPort": 9091
            }
        ]
    }
}

Kubernetes的配置網上有很多,大家分頭去參考,這裏不過多說明,這是一個Thrift客戶端的Kubenetes RC和Service配置,在Kubernetes Master雲主機上通過Kubectl運行並啓動這個RC

 
 
另外還需要部署Thrift服務端的RC、Service,如圖:

(請注意服務端的Service的Label)

下面是Replication Controllers

調用測試,查看服務的訪問地址,我們的客戶端服務使用的是Nodeport,查看Nodeport的方式,或者在Dashboard上查看

然後通過Kubernetes集羣中的任意一臺機器加上NodePort端口就可以訪問我們的Thrift客戶端服務了。

在本文中我們可以看到使用了大量的Kubernetes特性,服務發現、服務負載(基於Service)、滾動升級等等,其中服務發現是在我們添加了Pods數量後會被Service自動發現,包括後面要說的自動擴容,而負載就是Service會在所有Pods中通過某種機制選擇某個Pod來調用,事實上還有很多Kubernetes的特性等待我們去使用和發掘,Kubernetes真是一個得力的容器助手,希望我們能把它用好,也希望Kubernetes越來越完善。

在下文中我們將說一說服務的發佈,總不能都通過IP+NodePort的方式來訪問所有WEB服務吧,一定要有一個完美的合適的解決辦法,那會是什麼呢。。。

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