Научите како да примените микросервисе. Део 1. Спринг Боот и Доцкер

Хеј Хабр.

У овом чланку желим да говорим о свом искуству у стварању окружења за учење за експериментисање са микросервисима. Када сам научио сваки нови алат, увек сам желео да га испробам не само на локалној машини, већ иу реалнијим условима. Због тога сам одлучио да направим поједностављену микросервисну апликацију, која се касније може „покрити“ свим врстама занимљивих технологија. Главни захтев за пројекат је његова максимална функционална близина стварном систему.

У почетку сам креирање пројекта разбио у неколико корака:

1. Направите две услуге - 'бацкенд' (бацкенд) и 'гатеваи' ​​(гатеваи), спакујте их у доцкер слике и подесите их да раде заједно

   Кључне речи: Јава 11, Спринг Боот, Доцкер, оптимизација слике

2. Развој Кубернетес конфигурације и примену система у Гоогле Кубернетес Енгине-у

   Кључне речи: Кубернетес, ГКЕ, управљање ресурсима, аутоскалирање, тајне

3. Креирање графикона са Хелм 3 за боље управљање кластерима

   Ознаке: Хелм 3, распоређивање графикона

4. Подешавање Џенкинса и цевовода за аутоматску испоруку кода у кластер

   Кључне речи: Џенкинс конфигурација, додаци, одвојено спремиште конфигурација

Планирам да сваком кораку посветим посебан чланак.

Фокус ове серије чланака није како написати микросервисе, већ како их натерати да раде у једном систему. Иако су све ове ствари обично ван одговорности програмера, мислим да је ипак корисно бити упознат са њима барем 20% (што, као што знате, даје 80% резултата). Неке безусловно важне теме, попут безбедности, биће изостављене из овог пројекта, јер аутор мало разуме да је овај систем креиран искључиво за личну употребу. Поздрављам свако мишљење и конструктивну критику.

Креирање микросервиса

Услуге су написане у Јави 11 користећи Спринг Боот. Интерсервисна интеракција је организована помоћу РЕСТ-а. Пројекат ће укључивати минималан број тестова (како би касније било шта да се тестира у Џенкинсу). Изворни код за услуге је доступан на ГитХуб-у: бацкенд и пролаз.

Да бисте могли да проверите статус сваке од услуга, њиховим зависностима је додат Спринг Ацтуатор. То ће креирати /ацтуатор/хеалтх крајњу тачку и вратити статус 200 ако је услуга спремна да прихвати саобраћај, или 504 ако постоји проблем. У овом случају, ово је прилично фиктивна провера, пошто су услуге веома једноставне, а у случају више силе већа је вероватноћа да ће постати потпуно недоступне него да остану делимично оперативне. Али у стварним системима, Ацтуатор може помоћи у дијагностицирању проблема пре него што корисници почну да се боре око њега. На пример, ако постоје проблеми са приступом бази података, можемо аутоматски да одговоримо на ово заустављањем обраде захтева са поквареном инстанцом услуге.

Бацкенд Сервице

Позадински сервис ће једноставно пребројати и вратити број прихваћених захтева.

Код контролора:

@RestController
public class RequestsCounterController {

    private final AtomicLong counter = new AtomicLong();

    @GetMapping("/requests")
    public Long getRequestsCount() {
        return counter.incrementAndGet();
    }
}

Тест контролера:

@WebMvcTest(RequestsCounterController.class)
public class RequestsCounterControllerTests {

    @Autowired
    private MockMvc mockMvc;

    @Test
    public void firstRequest_one() throws Exception {
        mockMvc.perform(get("/requests"))
            .andExpect(status().isOk())
            .andExpect(MockMvcResultMatchers.content().string("1"));
    }
}

Сервице Гатеваи

Мрежни пролаз ће проследити захтев позадинској услузи, допунивши га следећим информацијама:

• гатеваи ид. Потребан је да би било могуће разликовати једну инстанцу мрежног пролаза од друге по одговору сервера
• Нека "тајна" која ће играти улогу веома важне лозинке (број кључа за шифровање важног колачића)

Конфигурација у апплицатион.пропертиес:

backend.url=http://localhost:8081
instance.id=${random.int}
secret="default-secret"

Бацкенд адаптер:

@Service
public class BackendAdapter {

    private static final String REQUESTS_ENDPOINT = "/requests";

    private final RestTemplate restTemplate;

    @Value("${backend.url}")
    private String backendUrl;

    public BackendAdapter(RestTemplateBuilder builder) {
        restTemplate = builder.build();
    }

    public String getRequests() {
        ResponseEntity<String> response = restTemplate.getForEntity(
backendUrl + REQUESTS_ENDPOINT, String.class);
        return response.getBody();
    }
}

Контролор:

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class EndpointController {

    private final BackendAdapter backendAdapter;

    @Value("${instance.id}")
    private int instanceId;

    @Value("${secret}")
    private String secret;

    @GetMapping("/")
    public String getRequestsCount() {
        return String.format("Number of requests %s (gateway %d, secret %s)", backendAdapter.getRequests(), instanceId, secret);
    }
}

Лансирање:

Покрећемо бацкенд:

./mvnw package -DskipTests
java -Dserver.port=8081 -jar target/microservices-backend-1.0.0.jar

Покретање капије:

./mvnw package -DskipTests
java -jar target/microservices-gateway-1.0.0.jar

Проверавамо:

$ curl http://localhost:8080/
Number of requests 1 (gateway 38560358, secret "default-secret")

Све ради. Пажљиви читалац ће приметити да нас ништа не спречава да директно приступимо бацкенд-у, заобилазећи гатеваи (http://localhost:8081/requests). Да би се ово поправило, услуге морају бити комбиноване у једну мрежу, а само гејтвеј треба да "штрчи" споља.
Такође, обе услуге деле један систем датотека, производе стримове и у једном тренутку могу да почну да ометају једна другу. Било би лепо да изолујемо наше микросервисе. Ово се може постићи дистрибуцијом апликација на различитим машинама (пуно новца, тешко), коришћењем виртуелних машина (интензивне ресурсе, дуго покретање) или коришћењем контејнеризације. Као што се и очекивало, бирамо трећу опцију и лучки радник као оруђе за контејнеризацију.

лучки радник

Укратко, доцкер креира изоловане контејнере, један по апликацији. Да бисте користили доцкер, потребно је да напишете Доцкерфиле - упутства за прављење и покретање апликације. Затим можете да направите слику, да је отпремите у регистар слика (бр. ДоцкерХуб) и примените своју микроуслугу у било ком докеризованом окружењу у једној команди.

Доцкерфиле

Једна од најважнијих карактеристика слике је њена величина. Компактна слика ће се преузети брже из удаљеног спремишта, заузимати мање простора и ваша услуга ће почети брже. Било која слика је изграђена на основу основне слике, а препоручује се да изаберете најминималистичнију опцију. Добра опција је Алпине, комплетна Линук дистрибуција са минималним пакетима.

Прво, покушајмо да напишемо Доцкерфиле "на чело" (одмах ћу рећи да је ово лош начин, немојте то радити):

FROM adoptopenjdk/openjdk11:jdk-11.0.5_10-alpine
ADD . /src
WORKDIR /src
RUN ./mvnw package -DskipTests
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java","-jar","target/microservices-gateway-1.0.0.jar"]

Овде користимо основну слику базирану на Алпине-у са већ инсталираним ЈДК-ом за изградњу нашег пројекта. Командом АДД додајемо тренутни срц директоријум на слику, означавамо га као радни (ВОРКДИР) и започињемо прављење. Команда ЕКСПОСЕ 8080 сигнализира доцкер-у да ће апликација у контејнеру користити свој порт 8080 (ово неће учинити апликацију доступном споља, али ће омогућити приступ апликацији, на пример, из другог контејнера на истој мрежи доцкер-а ).

Да бисте спаковали услуге у слике, потребно је да покренете команде из корена сваког пројекта:

docker image build . -t msvc-backend:1.0.0

Резултат је слика од 456 МБ (од чега је основна ЈДК слика заузимала 340 МБ). И све то упркос чињеници да се часови у нашем пројекту могу избројати на прст. Да бисте смањили величину наше слике:

• Користимо монтажу у више корака. У првом кораку ћемо изградити пројекат, у другом ћемо инсталирати ЈРЕ, ау трећем кораку ћемо све то копирати у нову чисту Алпине слику. Укупно, само потребне компоненте ће бити на коначној слици.
• Хајде да користимо модуларизацију јава. Почевши од Јаве 9, можете користити алатку јлинк да креирате ЈРЕ само од модула који су вам потребни

За радознале, ево доброг чланка о приступима смањења слике. https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/485650/.

Коначни Доцкерфиле:

FROM adoptopenjdk/openjdk11:jdk-11.0.5_10-alpine as builder
ADD . /src
WORKDIR /src
RUN ./mvnw package -DskipTests

FROM alpine:3.10.3 as packager
RUN apk --no-cache add openjdk11-jdk openjdk11-jmods
ENV JAVA_MINIMAL="/opt/java-minimal"
RUN /usr/lib/jvm/java-11-openjdk/bin/jlink 
    --verbose 
    --add-modules 
        java.base,java.sql,java.naming,java.desktop,java.management,java.security.jgss,java.instrument 
    --compress 2 --strip-debug --no-header-files --no-man-pages 
    --release-info="add:IMPLEMENTOR=radistao:IMPLEMENTOR_VERSION=radistao_JRE" 
    --output "$JAVA_MINIMAL"

FROM alpine:3.10.3
LABEL maintainer="Anton Shelenkov [email protected]"
ENV JAVA_HOME=/opt/java-minimal
ENV PATH="$PATH:$JAVA_HOME/bin"
COPY --from=packager "$JAVA_HOME" "$JAVA_HOME"
COPY --from=builder /src/target/microservices-backend-*.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"]

Поново креирамо слику и као резултат тога, она је изгубила 6 пута своју тежину и износила је 77 МБ. Није лоше. Након тога, готове слике се могу учитати у регистар слика како би ваше слике биле доступне за преузимање са Интернета.

Заједничко покретање услуга у Доцкер-у

За почетак, наше услуге морају бити на истој мрежи. Постоји неколико типова мрежа у Доцкер-у, а ми користимо најпримитивнију од њих - бридге, који вам омогућава да умрежите контејнере који раде на истом хосту. Направите мрежу са следећом командом:

docker network create msvc-network

Затим покрените позадински контејнер под називом 'бацкенд' са сликом мицросервицес-бацкенд:1.0.0:

docker run -dit --name backend --network msvc-net microservices-backend:1.0.0

Вреди напоменути да мрежа мостова обезбеђује директну услугу откривања контејнера по њиховим именима. То јест, позадинска услуга ће бити доступна унутар доцкер мреже на адреси http://backend:8080.

Покретање капије:

docker run -dit -p 80:8080 --env secret=my-real-secret --env BACKEND_URL=http://backend:8080/ --name gateway --network msvc-net microservices-gateway:1.0.0

У овој команди указујемо да прослеђујемо порт 80 нашег хоста на порт 8080 контејнера. Користимо опције енв да бисмо поставили променљиве окружења које ће аутоматски читати спринг и заменити својства из апплицатион.пропертиес.

Након почетка, зовемо http://localhost/ и уверите се да све функционише, као у претходном случају.

Закључак

Као резултат тога, направили смо два једноставна микросервиса, спаковали их у доцкер контејнере и заједно их покренули на истој машини. Међутим, добијени систем има низ недостатака:

• Слаба толеранција грешака - све ради за нас на једном серверу
• Лоша скалабилност - када се оптерећење повећа, било би лепо аутоматски применити додатне инстанце услуге и балансирати оптерећење између њих
• Сложеност покретања - морали смо да унесемо најмање 3 команде, и са одређеним параметрима (ово је само за 2 услуге)

Да бисте решили горе наведене проблеме, постоји низ решења као што су Доцкер Сварм, Номад, Кубернетес или ОпенСхифт. Ако је цео систем написан на Јави, можете погледати према Спринг Цлоуд (добар чланак).

В следећи део Говорићу о томе како сам подесио Кубернетес и имплементирао пројекат на Гоогле Кубернетес Енгине.

Извор: ввв.хабр.цом