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移动云平台的基础架构之旅-云应用篇

greatwhole / 1231人阅读

摘要:背景当下后都能在手机键盘上敲字如飞,后的都可以坦然的摇微信,移动互联网可谓炙手可热。传统移动开发技术方案难题终端移动平台太多微信而且不同平台还有版本差异,对于开发调试简直是一场噩梦,要想实现统一覆盖没有雄厚的资本支持是非常困难的。

背景

当下10后都能在手机键盘上敲字如飞,60后的都可以坦然的摇微信,移动互联网可谓炙手可热。随着智能手机的快速发展,移动APP作为登入移动互联网最便捷的方式,扼守着移动互联网的入口。现在这类软件被越来越多的人所青睐,在没有大量资金的情况下,手机APP是中小企业发展方向的一个很好选择。对于个人和企业移动APP 已经是创业和发展的必备工具。移动互联网APP开发,对于企业来说面临着项目周期,资源投入,推广等诸多问题,而对于个人更是望而却步。

传统移动开发技术方案:

难题

终端移动平台太多:Android,IOS,Windows Phone,微信 …. 而且不同平台还有版本差异,对于开发调试简直是一场噩梦,要想实现统一覆盖没有雄厚的资本支持是非常困难的。

开发成本:招人难,找到合适的更难,成本高,移动开发门槛障碍

捡了芝麻丢了西瓜:企业把精力投入到自己不擅长的领域大多时候并不是一件好事情,对于个人来说更是如此。

全站解决方案:一个优秀的APP除了核心业务同时也需要其他优秀的组件,如:推送,用户行为分析,市场活动,数据统计等等。

运维困难:要保证APP的稳定可靠运行,运维是必不可少的一部分,这些工作需要专业的运维团队来做。这样也加重了企业的负担。

现在是一个屌丝逆袭的时代,为了帮助企业和个人无门槛拥有属于自己的APP,MaxWon 应运而生。

MaxWon 是基于MaxLeap SaaS 云服务,集成不同行业模块,集 APP 生成,运营,分析,自动化运维与一体的服务,用户只需要关心自己的业务,完全摆脱上面的各种难题。

用户组合自己想要的模块,点击生成APP,就可以生成自己想要的不同平台的APP,包括Android,IOS,微官网,PC官网。

需要解决的的问题

差异化服务。由于是面向多租户的服务,不同的APP产生的流量可能差异很大,系统要能做到服务隔离和水平扩展。

数据隔离与扩展。为了保证数据安全,每一个APP 都会有一个独立的DB,数据只能被自己的APP访问,防止数据hack,保证数据安全。对于大数据量的APP,DB 能够支持无限扩展。

快速部署与自动化运维。

服务的监控。由于服务遍布在集群的不同机器上,需要能够监控所有租户服务的健康状态,保证服务的高可用行,并且能够水平扩展。

支持服务和数据的迁移

能独立运行的1.0

由于MaxWon 需要支持不同行业,业务就会比复杂,比较多。项目业务层是按模块来划分,通过不同模块的组合来不同满足行业的需求。

第一版架构遵循两个原则:第一, 以业务实现为目标,尽快做出产品原型。由于MaxLeap已经有很多基础的中间件可以直接拿来使用,如:推送,FAQ&Issue,支付,IM&社交等。现在只需要把精力放在MaxWon 自己的业务中去。第二,快速响应产品的需求,产品指导研发,很多场景、很多的玩法必须帮助产品实现,而且速度要非常快,要快速迭代。

主要技术栈
描述 名称
平台 JDK 1.8
Web框架 vertx-jersey(异步)
ORM JOOQ
RDS Mysql
NoSql Mongo

对于大部分人来说 Vert.x可能会有点陌生,它是基于Netty实现的异步架构,和node.js 极其相似。由于之前做MaxLeap服务,一直在用Vert.x做为基础架构,整个团队对Vert.x 也很熟悉,该踩得坑也都踩过了,通过Verx-Rpc 可以直接访问的MaxLeap 的微服务。在使用Vert.x 时最大的感受就是不能写同步代码,否则就会阻塞,导致导致服务不可用,所以我们的服务全是基于异步的方式来写的。由于它是一个轻量级高性能JVM应用平台,支持多语言开发,它的简单actor-like 机制能帮助脱离直接基于多线程编程,天生支持分布式,以后对于服务扩展也是水到渠成的事情。

对于ORM 并没有使用主流的 Hibernate或者IBATIS,而是使用小众的JOOQ。JOOQ 相对于其他ORM算是很轻量,提供了强大的DSL 来访问数据库,灵活,上手很容易,代码非常接近sql。

JOOQ runtime schema mapping 对于多租户应用程序有很好的支持,可以很容易的实现为每个租户分配独立的DB。

还有一个重要的原因就是 JOOQ 已经和Java8 的Stream API 完全融合,cool!!。函数式编程表达性强,并且非常通用。它是数据及数据流处理的核心。Java开发人员现在也都知道函数式编程,而且大家又都用过SQL。想象一下,你用SQL来声明表来源,把数据转化成新的元组流,然后要么将它们作为派生表提供给其它更高级的SQL语句来使用,要么将它们交给你的应用程序来处理。

下面就是一段典型的Java代码

DSLContext create = DSL.using(connection, dialect);
create.select(AUTHOR.FIRST_NAME, AUTHOR.LAST_NAME, count())
      .from(AUTHOR)
      .join(BOOK).on(BOOK.AUTHOR_ID.equal(AUTHOR.ID))
      .where(BOOK.LANGUAGE.equal("DE"))
      .and(BOOK.PUBLISHED.greaterThan("20017-01-01"))      
      .limit(2)
      .offset(1)     
      .fetch(record -> transfer(record))
      .stream()
      .filter(ele -> null != ele)
      .collect(Collectors.toList());

有了JOOQ,Java 8以及Streams API,你可以写出强大的数据转化的API,而且简单易懂。

架构特点

将架构特点划分为优点和缺点进行描述。那么优点是:

简单,易于实现,不需要额外的基础支撑

利于业务的功能快速实现

服务都是以Docker Container 启动,可以实现快速发布与部署

缺点:

不同租户的应用无法隔离,所有的APP 都使用相同的Container,这样会带来APP之间相互影响,导致服务不稳定的风险。

缺少服务健康检查。

运维成本过大。

1.0的架构就是一个简单的Web系统。负载均衡使用Nignx,并没有细化到租户级别。业务系统通过代码模块的形式组织各种业务就是一个简单的Web系统,后面直接挂了数据库,比如商品、订单、会员、客服,等等。可以看到,我们这个基础的架构,对外就是HTTP。当时两个人的小团队开发各种业务,我们考虑只能用最简单、最粗暴的方式实现,能快速地实现业务。当时的流量不是第一重要的问题,也不是最主要的矛盾。

对于这个阶段,总结了三点。第一,技术来源于业务同时提升业务发展,业务发展又反过来推动技术的前进,他们是一个相互影响相互促进的关系。和业务共同发展的技术才是有生命力的。第二,成熟简单的技术就是最合适的,这个理念一直贯穿始终。不要把事情复杂的形态呈现给大家,脑子要保持简单,不要想那么复杂的事儿。第三,要把能遇到的场景尽量到考虑到,以后架构升级不至于很被动。大家看到初始的架构等于没有架构,但是这种形式在这时是最符合业务需求的一个,能快速迭代,能非常方便上线。

面向多租户的2.0

在MaxWon1.0时代的时候,我们的关注点更偏向业务的实现,随着用户增长,性能和稳定性问题逐渐浮上水面,作为一个多租户的应用系统,系统不稳定,是非常致命的,2.0解决这些问题也迫在眉睫。

要解决的问题

首先要解决的就是服务分离。其中有两种方案 :

每一个租户APP都有属于自己的 服务 Container,这样就解决了租户之间的相互影响。但是 大部分 APP 访问点可能很小,甚至是僵尸应用。虽然Docker 容器使用的资源很小,但是大量的不活跃应用还是会浪费掉太多的系统资源,资源利用率低。

按租户的真实的访问量划分为不同的组,普通规模应用或者是僵尸应用都公用同一组Container,中等规模应用 某几个使用一组Container,对于大量数据流量的应用 独占 同一组Container,这样的话资源利用率就会很高。缺点就是 普通规模和中等规模应用 服务之间还是会有影响,由于这两种规模的数据访问的会少很多,出现慢查询而导致拖慢整个系统的可能性会很小。

对比上面的两个方案优缺点,基于现实的考虑最终选择了第二种方案。这就需要能够随时监控APP的数据访问量,当某个APP访问量快速上升时能够随时独立出服务来,这样就可以最大限度的防止租户之前相互影响而产生的服务抖动。

对于服务监控,则采用心跳检测的方式,每个服务Container对外暴露一组健康检查的接口,监控系统会定时的巡视所有服务的健康状态,如果由于某种原因被Kill掉,则重启对应Container的并产生告警。

对于数据存储分离 也采用了同样的思路。对于Mongo ,Pandora本身就支持按不同App 数据分治。对于Mysql代理则采用 MaxLeap 研发的 Circe组件,可以实现不同App数据的隔离。使用AWS ELB 解决了Circe的负载均衡与高可用。

2.0的采用了服务和数据分离的思想,现在回顾也并不复杂,对于码农来说这种思想已经是非常熟悉的了。如果你的产品功能不多,迭代不是很快,可以放慢一下脚步,停下来一段时间来集中一次重构。但对于MaxWon来说这一版本的迭代就像是鸟枪换炮,满足了大部分的应用场景。对于业务快速迭代,上线时间紧迫的系统来说,这次重构也是一个不小的挑战。

优势

继承了原有1.0的特点,保留了其优势

解决了数据和服务隔离与扩容的问题

实现不同租户的差异化服务

添加了服务监控与检查

Docker 构建和发布

使用docker 构建可以完美的解决环境冲突的问题,也可以方便快速部署和扩容。

FROM 10.10.10.160:8010/maxleap/vertx:3.2.1
MAINTAINER ben.ma 
#----------------------------Copy 项目目录到容器里------------------------------------------
RUN 
mkdir -p /opt/maxwon
#覆盖vert.x 相关配置
ADD lib/ $VERTX_HOME/lib/
ADD log4j2.xml $VERTX_HOME/conf/
ADD zookeeper.properties $VERTX_HOME/conf/
ADD config.json /opt/maxwon/
WORKDIR /opt/maxwon
ENTRYPOINT ["vertx", "run", "java-hk2:as.leap.ama.module.jersey.JerseyVerticle", "--conf", "config.json"]

通过spotify docker-maven-plugin 插件,根据事先定义在项目中的DockerFile可以轻松的把项目打包成可执行的docker Image并push到生产环境中。

$ mvn clean deploy -DpushImage -Pcn 
好用的中间件

Hydra: 海德拉 古希腊神话人物,是一种传说中有九个头的大蛇,为冥王看守门户。在这里Hydra 作为 MaxWon的API网关,管理来自不同端的请求,根据请求的来源转发到相应的的MaxWon的服务容器组中。同时它也会管理和监控容器状态以及对服务的动态扩容。

Circe:希腊神话里一个能制造幻觉的女巫,这里用来隐喻能够制造Mysql服务的代理的项目.通过它可以实现不同租户的数据隔离,过滤非法,有毒的sql语句,保证数据隐私和安全。

Pandora:访问MongoDB的基础组件,也是MaxLeap 核心组件之一,提供了同步和异步的两种接口。Pandora最为核心的功能是实现了资源限制和数据库访问的路由策略,这对数据库进行平滑的动态扩展及迁移提供了可靠的支持。感兴趣的可以参考同事写的MONGO 集群设计

总结

脱离业务谈架构都是扯淡,利用技术手段提升工作效率是好事,别陷进去,产品最终拿出来说话的还是有没有解决用户的问题,而不是解决你自己的问题。对于MaxWon 这种快速迭代的系统,系统也会考虑更多的业务场景,体积也越来越庞大,遇到棘手的问题也会越来越多,做好优化的准备。

系统要尽量保持简单,技术架构的选型建议是寻找当前最短路径,然后进行不断优化迭代,想一口吃个大胖子不太可能。

代码不要写死。

本文作者来自 MaxLeap 团队_数据服务组 成员:马传林
马传林,从事开发工作已经有5年。当前在MaxLeap数据服务组担任开发工程师,主要负责MaxWon服务器开发。
本文链接:https://blog.maxleap.cn/archives/734

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