现代云原生架构：您需要了解的有关微服务、容器和无服务器的知识这篇文章涵盖了微服务、容器和无服务器应用程序。在这里，我们讨论了这些技术的实际优缺点。微服务微服务架构作为构建现代软件应用程序的强大方式而享有盛誉。那么什么是微服务？微服务可以简单地描述为将软件应用程序所需的功能分离为多个独立的小型软件服务，或“微服务”。每个微服务负责自己的专用任务。为了让微服务协同工作以形成大型可扩展应用程序，它们之间进行通信和交换数据。微服务的诞生是为了克服单体应用程序的复杂性和不灵活性。单体应用程序是一种应用程序，其中所有必需的功能都被编码到同一个服务中。例如，这是一个表示单一事件（例如，音乐会、表演等）预订应用程序的图表，负责预订支付处理和事件预订：用户可以使用该应用程序预订音乐会或表演。需要一个用户界面。此外，我们需要一个搜索功能来查找事件，一个预订处理程序来处理用户预订然后保存该预订，以及一个事件处理程序来帮助查找事件（确保有可用的座位，然后将它们链接到预订）。在生产级应用程序中，将需要更多任务，例如支付处理，但现在我们将重点关注上图中概述的四个任务。这种单体应用适用于中小型负载。它在单个服务器上运行，连接到单个数据库，并且可能是用相同的编程语言编写的。现在，如果业务呈指数级增长并且需要处理数十万或数百万用户，会发生什么情况？最初，短期解决方案是确保运行应用程序的服务器具有强大的硬件规格来处理更高的负载，如果没有，则向服务器添加更多内存、存储和处理能力。这称为垂直扩展，是增加硬件功能（例如RAM和硬盘驱动器容量）以运行重型应用程序的行为。但是，从长远来看，这通常是不可持续的，因为应用程序的负载会不断增加。单一应用程序的另一个挑战是由于仅限于一种或两种编程语言而导致的不灵活性。这种不灵活会影响整体质量和应用程序效率。例如，node.js是一种流行的用于构建Web应用程序的JavaScript框架，而R在数据科学应用程序中很受欢迎。单体应用程序很难同时使用这两种技术，而在微服务应用程序中，我们可以简单地构建一个用R编写的数据科学服务和一个用Node.js编写的Web服务。活动应用程序的微服务版本将采用以下形式：该应用程序将能够跨多个服务器进行扩展，这种做法称为水平扩展。每个服务都可以部署在具有专用资源的不同服务器上，或者部署在不同的容器中（稍后会详细介绍）。不同的服务可以用不同的编程语言来编写，具有更大的灵活性，不同的专业团队可以专注于不同的服务，从而使应用的整体质量更高。使用微服务的另一个显着优势是易于持续交付，即能够随时随地频繁部署软件。微服务使持续交付更容易的原因是，与单体应用程序相比，部署到一个微服务的新功能不太可能影响其他微服务。微服务的问题严重依赖微服务的一个显着缺点是，随着它们数量和范围的增长，它们可能变得过于复杂而无法长期管理。有多种方法可以通过利用Prometheus等监控工具和Docker等容器技术来检测问题，以避免污染主机环境并避免过度设计服务。然而，这些方法需要努力和时间。云原生应用程序微服务架构非常适合云原生应用程序。云原生应用程序被简单地定义为为云计算架构从头开始构建的应用程序。这意味着如果我们在设计应用程序时期望它们将部署在分布式、可扩展的基础架构上，那么我们的应用程序就是云原生的。例如，使用冗余微服务架构构建应用程序会使应用程序成为云原生的，因为这种架构允许我们的应用程序以分布式方式部署，使其可扩展且几乎始终可用。云原生应用并不总是需要部署到像AWS这样的公有云，我们可以将它们部署到我们自己的分布式云基础设施（如果我们有的话）。事实上，要使应用程序完全云原生，不仅仅是使用微服务。您的应用程序应该使用持续交付，以便您可以不间断地为您的生产应用程序提供更新。您的应用程序还应该使用消息队列和容器、无服务器等技术（容器和无服务器是现代软件架构中的重要主题）。云原生应用程序假设可以访问大量服务器节点，可以访问消息队列或负载均衡器等预先部署的软件服务，易于与持续交付服务集成等。如果将云原生应用程序部署到商业云，例如AWS或Azure，应用程序可以选择使用仅在云端可用的软件服务。例如，DynamoDB是一个功能强大的数据库引擎，只能用于AWS上的生产应用程序。另一个例子是Azure中的DocumentDB数据库。还有仅云消息队列，例如AmazonSimpleQueueService(SQS)，可用于允许AWS云中的微服务之间进行通信。如前所述，云原生微服务应该设计为允许服务之间的冗余。如果我们以事件预订应用程序为例，该应用程序将如下所示：每个微服务将分配多个服务器节点，从而允许部署冗余的微服务架构。如果主节点或服务因任何原因发生故障，辅助节点可以接管以确保云原生应用程序的持久可靠性和可用性。这种可用性对于容错应用程序（例如电子商务平台）至关重要，停机会导致大量收入损失。云原生应用程序为开发人员、企业和初创公司提供了巨大的价值。Prometheus是微服务和云计算领域值得一提的工具。Prometheus是一个开源系统监控和警报工具，可用于监控复杂的微服务架构并在需要采取行动时发出警报。Prometheus最初是由SoundCloud创建的，用于监控他们的系统，后来发展成为一个独立的项目。该项目现在是云原生计算基金会的一部分，该基金会是为云原生应用程序构建可持续生态系统的基础。云原生限制对于云原生应用程序，如果您需要迁移部分或全部应用程序，您将面临一些挑战。发生这种情况的原因有很多，具体取决于应用程序的部署位置。比如你的云原生应用部署在AWS这样的公有云上，那么云原生API就不是跨云的。所以应用程序中使用的DynamoDB数据库API只能在AWS上使用，而不能在Azure上使用，因为DynamoDB仅归AWS所有。该API也永远不会在本地运行，因为DynamoDB仅在AWS的生产环境中可用。另一个原因是因为在构建一些云原生应用程序时做了一些假设，比如在需要时有几乎最大数量的服务器节点可用，并且新的服务器节点很快可用。在需要购买真实服务器、网络硬件和布线的本地数据中心环境中，这些假设有时难以保证。
