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完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

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完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

小贴士：文章较长，收藏起来慢慢看~

微服务架构作为新兴领域的架构模式，已步入产品化形态，与容器化、集群等一起成为了当下热点。而微服务、Docker、kubernetes 之间的关系，究竟这三者之间是什么样的关系，分别能在微服务领域发挥什么作用，却常给入门的读者和用户带来些许迷茫感。

本文使用一个简单的普适性的 微服务 示例，从 业务场景 入手，到 微服务架构设计、实现、容器化、集群部署、压测、弹性伸缩、资源控制 ，端到端以最直白的方式演示了这三者的关系，会给读者带来不一样的真切的理念体验和感受，增强对系列概念的理解。

PART

1

普适性微服务化示例

为了读者能更容易了解ServiceComb微服务框架的功能以及如何用其快速开发微服务，所以提供大家耳熟能详的例子，降低学习曲线的同时，增加趣味性，加深理解。

本文中假设我们成立了一家科研公司，处理复杂的数学运算，以及尖端生物科技研究，并为用户提供如下服务：

  • 黄金分割数列计算

  • 蜜蜂繁殖规律 (计算每只雄蜂/雌蜂的祖先数量)

但是我们如何将公司的这些强大运算能力提供给我们的消费者呢？

首先我们通过认证服务保障公司的计算资源没有被滥用， 同时我们对外提供Rest服务让用户来进行访问。下面的视频展示具体的服务验证调用的情况。

业务场景

让我们先对业务场景进行总结分析

  1. 为了公司持续发展，我们需要对用户消费的运算能力收费，所以我们聘用了门卫认证用户，避免不法分子混入。

  2. 为了提供足够的黄金分割数量运算能力，我们需要雇佣相应的技工。

  3. 为了持续研究蜜蜂繁殖规律，公司建立了自己的蜂场，需要相应的养蜂人进行管理研究。

  4. 为了平衡技工、养蜂人、和门卫的工作量和时间，我们建立了告示栏机制，让当前有闲暇的人员发布自己的联系方式，以便我们能及时联系技能匹配的人员以服务到来的用户。

  5. 因为运算能力成本高昂，我们将运算项目进行了归档，以便未来有相同请求时，我们能直接查询项目归档，节省公司运算成本。

  6. 面对上述复杂的场景，我们又聘用了部门经理来管理公司成员和设施

  7. 最后，当公司日益壮大，用户 数量暴涨时，我们还需要招聘更多技工、养蜂人、和门卫，所以增加了人力资源部门

公司结构 (系统架构)

到现在业务场景已经比较清晰，我们把上述职务部门和设施画成公司组织结构图。

完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

现在公司组织结构已经完整，让我们着手搭建相应部门。

技工 (Worker)

因为技工最为简单，对其他部门人员依赖最少，我们首先搭建这个部门。

黄金分割运算服务

技工的主要工作是提供黄金分割数列计算服务，当用户需要知道第n个黄金分割数时，技工以最快的速度计算出数值并返回给用户。我们可以把这个工作简化为如下数学方程:

value = fibo(n)

在暂时不考虑性能的情况下，我们可以迅速实现黄金分割数列的计算。

interface FibonacciService {
  long term(int n);
}


@Service
class FibonacciServiceImpl implements FibonacciService {
  @Override
  public long term(int n) {
    if (n == 0) {
      return 0;
    } else if (n == 1) {
      return 1;
    }


    return term(n - 1) + term(n - 2);
  }
}

技工服务端点

黄金分割数量运算已经实现，现在我们需要将服务提供给用户，首先我们定义端点接口：

public interface FibonacciEndpoint {
  long term(int n);
}

引入 ServiceComb 依赖：

<dependency>
  <groupId>org.apache.servicecomb</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-provider</artifactId>
</dependency>

接下来我们同时暴露黄金分割运算服务的Restful和RPC端点：

@RestSchema(schemaId = "fibonacciRestEndpoint")
@RequestMapping("/fibonacci")
@Controller
public class FibonacciRestEndpoint implements FibonacciEndpoint {

  private final FibonacciService fibonacciService;

  @Autowired
  FibonacciRestEndpoint(FibonacciService fibonacciService) {
    this.fibonacciService = fibonacciService;
  }

  @Override
  @RequestMapping(value = "/term", method = RequestMethod.GET)
  @ResponseBody
  public long term(int n) {
    return fibonacciService.term(n);
  }
}

@RpcSchema(schemaId = "fibonacciRpcEndpoint")
public class FibonacciRpcEndpoint implements FibonacciEndpoint {

  private final FibonacciService fibonacciService;

  @Autowired
  public FibonacciRpcEndpoint(FibonacciService fibonacciService) {
    this.fibonacciService = fibonacciService;
  }

  @Override
  public long term(int n) {
    return fibonacciService.term(n);
  }
}

这里用 @RestSchema 和 @RpcSchema 注释两个端点后，ServiceComb 会自动生成对应的服务端点契约，根据如下microsevice.yaml 配置端点端口，并将契约和服务一起注册到Service Center( https://github.com/apache/servicecomb-service-center )： 

# all interconnected microservices must belong to an application wth the same ID
APPLICATION_ID: company
service_description:
# name of the declaring microservice
  name: worker
  version: 0.0.1
# service center address
cse:
  service:
    registry:
      address: http://sc.servicecomb.io:30100
  highway:
    address: 0.0.0.0:7070
  rest:
    address: 0.0.0.0:8080

最后，提供技工服务应用启动入口，并加上 @EnableServiceComb 注释启用 ServiceComb ：

@SpringBootApplication
@EnableServiceComb
public class WorkerApplication {

  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(WorkerApplication.class, args);
  }
}

告示栏 (Bulletin Board)

告示栏提供为门卫、技工和养蜂人注册联系方式的设施，同时经理和养蜂人可通过此设施查询注册方的联系方式，以方便匹配能力的提供和消费。

Service Center 提供契约和服务注册、发现功能，而且校验服务提供方和消费方的契约是否匹配，我们可以下载( https://github.com/apache/servicecomb-service-center/releases )编译好的版本直接运行。

养蜂人 (Beekeeper)

养蜂人研究蜜蜂繁殖规律，计算每只蜜蜂 (雄蜂/雌蜂) 的祖先数量。因为蜜蜂繁殖规律和黄金分割数列相关，所以养蜂人同时消费技工提供的计算服务。

研究( http://www.dave-cushman.net/bee/fibonacci.html )表明，雄蜂(Drone)由未受精卵孵化而生，只有母亲；而雌蜂(Queen)由受精卵孵化而生，既有母又有父。

完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

Credit: Dave Cushman’s website

参考上图，蜜蜂的某一代祖先数量符合黄金分割数列的模型，由此我们可以很快实现服务功能。

蜜蜂繁殖规律研究服务

首先我们定义黄金数列运算接口：

public interface FibonacciCalculator {
  long term(int n);
}

接下来定义并实现蜜蜂繁殖规律研究服务:

interface BeekeeperService {
  long ancestorsOfDroneAt(int generation);

  long ancestorsOfQueenAt(int generation);
}

class BeekeeperServiceImpl implements BeekeeperService {

  private final FibonacciCalculator fibonacciCalculator;

  BeekeeperServiceImpl(FibonacciCalculator fibonacciCalculator) {
    this.fibonacciCalculator = fibonacciCalculator;
  }

  @Override
  public long ancestorsOfDroneAt(int generation) {
    if (generation <= 0) {
      return 0;
    }
    return fibonacciCalculator.term(generation + 1);
  }

  @Override
  public long ancestorsOfQueenAt(int generation) {
    if (generation <= 0) {
      return 0;
    }
    return fibonacciCalculator.term(generation + 2);
  }
}

这里我们用到之前定义的 FibonacciCalculator 接口，并希望通过这个接口远程调用技工服务端点。@RpcReference 注释能帮助我们自动从Service Center中获取 microserviceName = "worker", schemaId = "fibonacciRpcEndpoint" ， 即服务名为 worker 已经schema ID为 fibonacciRpcEndpoint的端点：

@Configuration
class BeekeeperConfig {

  @RpcReference(microserviceName = "worker", schemaId = "fibonacciRpcEndpoint")
  private FibonacciCalculator fibonacciCalculator;

  @Bean
  BeekeeperService beekeeperService() {
    return new BeekeeperServiceImpl(fibonacciCalculator);
  }
}

我们在技工一节已定义好对应的服务名和schema ID端点，通过上面的配置，ServiceComb 会自动将远程技工服务 实例和 FibonacciCalculator 绑定在一起。

养蜂人服务端点

与上一节技工服务相似，我们在这里也需要提供养蜂人服务端点，让用户可以进行调用：

@RestSchema(schemaId = "beekeeperRestEndpoint")
@RequestMapping("/rest")
@Controller
public class BeekeeperController {

  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(BeekeeperController.class);

  private final BeekeeperService beekeeperService;

  @Autowired
  BeekeeperController(BeekeeperService beekeeperService) {
    this.beekeeperService = beekeeperService;
  }

  @RequestMapping(value = "/drone/ancestors/{generation}", method = GET, produces = APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
  @ResponseBody
  public Ancestor ancestorsOfDrone(@PathVariable int generation) {
    logger.info(
        "Received request to find the number of ancestors of drone at generation {}",
        generation);

    return new Ancestor(beekeeperService.ancestorsOfDroneAt(generation));
  }

  @RequestMapping(value = "/queen/ancestors/{generation}", method = GET, produces = APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
  @ResponseBody
  public Ancestor ancestorsOfQueen(@PathVariable int generation) {
    logger.info(
        "Received request to find the number of ancestors of queen at generation {}",
        generation);

    return new Ancestor(beekeeperService.ancestorsOfQueenAt(generation));
  }
}

class Ancestor {
  private long ancestors;

  Ancestor() {
  }

  Ancestor(long ancestors) {
    this.ancestors = ancestors;
  }

  public long getAncestors() {
    return ancestors;
  }
}

因为养蜂人需要消费技工提供的服务，所以其 microservice.yaml 配置稍有不同：

# all interconnected microservices must belong to an application wth the same ID
APPLICATION_ID: company
service_description:
# name of the declaring microservice
  name: beekeeper
  version: 0.0.1
cse:
  service:
    registry:
      address: http://sc.servicecomb.io:30100
  rest:
    address: 0.0.0.0:8090
  handler:
    chain:
      Consumer:
        default: bizkeeper-consumer,loadbalance
  references:
#  this one below must refer to the microservice name it communicates with
    worker:
      version-rule: 0.0.1


这里我们需要定义 cse.references.worker.version-rule ，让配置名称中指向技工服务名 worker ，并匹配其版本号。

最后定义养蜂人服务应用入口：

@SpringBootApplication
@EnableServiceComb
public class BeekeeperApplication {

  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(BeekeeperApplication.class, args);
  }
}

门卫 (Doorman)

门卫为公司提供安全保障，屏蔽非合法用户，防止其骗取免费服务，甚至伤害技工和养蜂人。

门卫认证服务

认证功能我们采用JSON Web Token (JWT)( https://jwt.io/introduction/ )的机制，具体实现超出了这篇文章的范围， 细节大家可以查看github上workshop的 doorman( https://github.com/huaweicse/ServiceComb-Company-WorkShop ) 模块代码。

认证服务的接口如下，authenticate 方法根据用户名和密码查询确认用户存在，并返回对应JWT token。用户登录后的每次 请求都需要带上返回的JWT token，而 validate 方法将验证token以确认其有效。

public interface AuthenticationService {
  String authenticate(String username, String password);

  String validate(String token);
}

门卫认证服务端点

与前两节的Rest服务端点相似，我们加上 @RestSchema 注释，以便 ServiceComb 自动配置端点、生成契约并注册服务。

@RestSchema(schemaId = "authenticationRestEndpoint")
@Controller
@RequestMapping("/rest")
public class AuthenticationController {

  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AuthenticationController.class);

  static final String USERNAME = "username";
  static final String PASSWORD = "password";
  static final String TOKEN = "token";

  private final AuthenticationService authenticationService;

  @Autowired
  AuthenticationController(AuthenticationService authenticationService) {
    this.authenticationService = authenticationService;
  }

  @RequestMapping(value = "/login", method = POST, produces = TEXT_PLAIN_VALUE)
  public ResponseEntity<String> login(
      @RequestParam(USERNAME) String username,
      @RequestParam(PASSWORD) String password) {

    logger.info("Received login request from user {}", username);
    String token = authenticationService.authenticate(username, password);
    HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
    headers.add(AUTHORIZATION, TOKEN_PREFIX + token);

    logger.info("Authenticated user {} successfully", username);
    return new ResponseEntity<>("Welcome, " + username, headers, OK);
  }

  @RequestMapping(value = "/validate", method = POST, consumes = APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE, produces = TEXT_PLAIN_VALUE)
  @ResponseBody
  public String validate(@RequestBody Token token) {
    logger.info("Received validation request of token {}", token);
    return authenticationService.validate(token.getToken());
  }
}

class Token {
  private String token;

  Token() {
  }

  Token(String token) {
    this.token = token;
  }

  public String getToken() {
    return token;
  }

  @Override
  public String toString() {
    return "Token{" +
        "token='" + token + '/'' +
        '}';
  }
}

同样，我们需要提供服务应用启动入口以及 microservice.yaml：

@SpringBootApplication
@EnableServiceComb
public class DoormanApplication {

  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(DoormanApplication.class, args);
  }
}

# all interconnected microservices must belong to an application wth the same ID
APPLICATION_ID: company
service_description:
# name of the declaring microservice
  name: doorman
  version: 0.0.1
cse:
  service:
    registry:
      address: http://sc.servicecomb.io:30100
  rest:
    address: 0.0.0.0:9090

经理 (Manager)

为了管理所有人员和设施，经理作为用户唯一接口人，主要功能有：

  • 联系门卫认证用户，保护技工和养蜂人，以免非法用户骗取服务并逃避服务费用

  • 联系能力相符的技工和养蜂人，平衡工作量，避免单个人员工作超载

  • 管理项目归档，避免重复工作，保证公司收益最大化

由于经理责任重大，我们选取了业界有名的Netflix Zuul( https://github.com/Netflix/zuul )作为候选人并加以培训， 提升其能力，以保证其能胜任该职位。

首先我们引入依赖：

<dependency>
  <groupId>org.apache.servicecomb</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-discovery</artifactId>
</dependency>

用户认证服务

当用户发送非登录请求时，我们首先需要验证用户合法，在如下服务中，我们通过告示栏获取门卫联系方式， 然后发送用户token给门卫进行认证。

ServiceComb 提供了相应 RestTemplate 实现查询Service Center 中的服务注册信息，只需在地址中以如下格式包含被调用的服务名

cse://doorman/path/to/rest/endpoint

ServiceComb 将自动查询对应服务并发送请求到地址中的服务端点。

@Service
public class AuthenticationService {


  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AuthenticationService.class);
  private static final String DOORMAN_ADDRESS = "cse://doorman";

  private final RestTemplate restTemplate;

  AuthenticationService() {
    this.restTemplate = RestTemplateBuilder.create();

    this.restTemplate.setErrorHandler(new ResponseErrorHandler() {
      @Override
      public boolean hasError(ClientHttpResponse clientHttpResponse) throws IOException {
        return false;
      }

      @Override
      public void handleError(ClientHttpResponse clientHttpResponse) throws IOException {
      }
    });
  }

  @HystrixCommand(fallbackMethod = "timeout")
  public ResponseEntity<String> validate(String token) {
    logger.info("Validating token {}", token);
    ResponseEntity<String> responseEntity = restTemplate.postForEntity(
        DOORMAN_ADDRESS + "/rest/validate",
        validationRequest(token),
        String.class
    );

    if (!responseEntity.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {
      logger.warn("No such user found with token {}", token);
    }
    logger.info("Validated request of token {} to be user {}", token, responseEntity.getBody());
    return responseEntity;
  }

  private ResponseEntity<String> timeout(String token) {
    logger.warn("Request to validate token {} timed out", token);
    return new ResponseEntity<>(REQUEST_TIMEOUT);
  }

  private HttpEntity<Token> validationRequest(String token) {
    HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
    headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8);

    return new HttpEntity<>(new Token(token), headers);
  }
}

请求过滤

接下来我们提供 ZuulFilter 实现过滤用户请求，调用 authenticationService.validate(token) 认证用户token。若用户合法则路由用户请求到对应服务，否则返回 403 forbidden。

@Component
class AuthenticationAwareFilter extends ZuulFilter {

  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AuthenticationAwareFilter.class);

  private static final String LOGIN_PATH = "/login";

  private final AuthenticationService authenticationService;
  private final PathExtractor pathExtractor;

  @Autowired
  AuthenticationAwareFilter(
      AuthenticationService authenticationService,
      PathExtractor pathExtractor) {

    this.authenticationService = authenticationService;
    this.pathExtractor = pathExtractor;
  }

  @Override
  public String filterType() {
    return "pre";
  }

  @Override
  public int filterOrder() {
    return 1;
  }

  @Override
  public boolean shouldFilter() {
    String path = pathExtractor.path(RequestContext.getCurrentContext());
    logger.info("Received request with query path: {}", path);
    return !path.endsWith(LOGIN_PATH);
  }

  @Override
  public Object run() {
    filter();
    return null;
  }

  private void filter() {
    RequestContext context = RequestContext.getCurrentContext();

    if (doesNotContainToken(context)) {
      logger.warn("No token found in request header");
      rejectRequest(context);
    } else {
      String token = token(context);
      ResponseEntity<String> responseEntity = authenticationService.validate(token);
      if (!responseEntity.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {
        logger.warn("Unauthorized token {} and request rejected", token);
        rejectRequest(context);
      } else {
        logger.info("Token {} validated", token);
      }
    }
  }

  private void rejectRequest(RequestContext context) {
    context.setResponseStatusCode(SC_FORBIDDEN);
    context.setSendZuulResponse(false);
  }

  private boolean doesNotContainToken(RequestContext context) {
    return authorizationHeader(context) == null
        || !authorizationHeader(context).startsWith(TOKEN_PREFIX);
  }

  private String token(RequestContext context) {
    return authorizationHeader(context).replace(TOKEN_PREFIX, "");
  }

  private String authorizationHeader(RequestContext context) {
    return context.getRequest().getHeader(AUTHORIZATION);
  }
}

最后提供服务应用入口：

@SpringBootApplication
@EnableCircuitBreaker
@EnableZuulProxy
@EnableDiscoveryClient
@EnableServiceComb
public class ManagerApplication {

  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(ManagerApplication.class, args);
  }
}

application.yaml 中定义路由规则：

zuul:
  routes:
    doorman:
      serviceId: doorman
      sensitiveHeaders:
    worker:
      serviceId: worker
    beekeeper:
      serviceId: beekeeper

# disable netflix eurkea since it's not used for service discovery
ribbon:
  eureka:
    enabled: false

microservice.yaml 中定义服务中心地址：

APPLICATION_ID: company
service_description:
  name: manager
  version: 0.0.1
cse:
  service:
    registry:
      address: http://sc.servicecomb.io:30100

项目归档 (Project Archive)

经理在每次用户请求后将项目进行归档，如果将来有内容相同的请求到达，经理可以就近获取结果，不必再购买 技工和养蜂人提供的计算服务，节省公司开支。

对于归档功能的实现，我们采用了Spring Cache Abstraction，具体细节超出了这篇文章的范围，大家如果有兴趣可以 查看github上workshop的 manager 模块代码。

人力资源 (Human Resource)

人力资源从运维层面保证服务的可靠性，主要功能有

  • 弹性伸缩，以保证用户请求量超过技工或养蜂人处理能力后，招聘更多技工或养蜂人加入项目；当请求量回落后，裁剪技工或养蜂人以节省公司开支

  • 健康检查，以保证技工或养蜂人告病时，能有替补接手任务

  • 滚动升级，以保证项目需要新技能时，能替换、培训技工或养蜂人，不中断接收用户请求

人力资源的功能需要云平台提供支持，在后续的文章中会跟大家介绍，我们如何在华为云上轻松实现这些功能。

微服务化小结

至此，我们用一个公司的组织结构作为例子，给大家介绍了微服务的完整架构，以及如何使用微服务框架 ServiceComb快速开发微服务，以及服务间互通、契约认证。

Workshop demo项目也包含大量完整易懂的测试 代码，以及使用docker集成微服务，模拟生存环境，同时应用Travis( https://travis-ci.org/ )搭建持续集成环境，体现 DevOps在微服务开发中的实践。希望能对大家有所帮助。

PART

2

容器化并集群部署

现在，github( https://github.com/ServiceComb/ServiceComb-Company-WorkShop.git )上已经提供了在kubernetes集群上一键式部署的功能。本文将着重讲解相应的yaml文件和服务间通信，这对于开发者基于Company 模型进行微服务开发并且部署到云上将会有所帮助。

一键部署

Run Company on Kubernetes Cluster( https://github.com/ServiceComb/ServiceComb-Company-WorkShop/blob/master/kubernetes/README.md ) 提供了详细的使用方法，读者只需通过以下3条指令，就可将company在kubernetes集群上部署起来， 

git clone https://github.com/ServiceComb/ServiceComb-Company-WorkShop.git
cd ServiceComb-Company-WorkShop/kubernetes/
bash start.sh

Yaml文件解读

以作者的实际环境为例：

root@zenlin:~/src/LinuxCon-Beijing-WorkShop/kubernetes# kubectl get pod -owide
NAME                                      READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
company-beekeeper-3737555734-48sxf        1/1       Running   0          17s       10.244.2.49   zenlinnode2
company-bulletin-board-4113647782-th91w   1/1       Running   0          17s       10.244.1.53   zenlinnode1
company-doorman-3391375245-g0p8c          1/1       Running   0          17s       10.244.1.55   zenlinnode1
company-manager-454733969-0c1g8           1/1       Running   0          16s       10.244.2.50   zenlinnode2
company-worker-1085546725-x7zl4           1/1       Running   0          17s       10.244.1.54   zenlinnode1
zipkin-508217170-0khr3                    1/1       Running   0          17s       10.244.2.48   zenlinnode2

可以看到，一共启动了6个pod，分别为，公司经理（company-manager）、门卫（company-doorman）、公告栏（company-bulletin-board）、技工（company-worker）、养蜂人（company-beekeeper）、调用链跟踪（zipkin），K8S集群分别为他们分配对应的集群IP。

root@zenlin:~/src/LinuxCon-Beijing-WorkShop/kubernetes# kubectl get svc -owide
NAME                     CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE       SELECTOR
company-bulletin-board   10.99.70.46     <none>        30100/TCP        12m       io.kompose.service=company-bulletin-board
company-manager          10.100.61.227   <nodes>       8083:30301/TCP   12m       io.kompose.service=company-manager
zipkin                   10.104.92.198   <none>        9411/TCP         12m       io.kompose.service=zipkin

仅启动了3个service，调用链跟踪（zipkin）、公告栏（company-bulletin-board）以及经理（company-manager），这是因为，调用链跟踪和公告栏需要在集群内被其他服务通过域名来调用，而经理需要作为对外作为网关，统一暴露服务端口。

查看company-bulletin-board-service.yaml文件，

    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
      io.kompose.service: company-bulletin-board
      name: company-bulletin-board
    spec:
      ports:
    - name: "30100"
      port: 30100
      targetPort: 30100
        selector:
      io.kompose.service: company-bulletin-board
      status:
        loadBalancer: {}

该文件定义了公告栏对应的service，给service定义了name、port和targetPort，这样通过kubectl expose创建的service会在集群内具备DNS能力，在其他服务刚启动还未注册到公告栏（服务注册发现中心）时，就是使用该能力来访问到公告栏并注册服务的。

对于label和selector的作用，在一个service启动多个pod的场景下将会非常有用，当某个pod崩溃时，服务的selector将会自动将死亡的pod从endpoints中移除，并且选择新的pod加入到endpoints中。

查看company-worker-deployment.yaml 文件，

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
  io.kompose.service: company-worker
  name: company-worker
spec:
  replicas: 1
  strategy: {}
  template:
  metadata:
    creationTimestamp: null
    labels:
      io.kompose.service: company-worker
spec:
  containers:
  - env:
    - name: ARTIFACT_ID
      value: worker
    - name: JAVA_OPTS
      value: -Dcse.service.registry.address=http://company-bulletin-board:30100 -Dservicecomb.tracing.collector.adress=http://zipkin:9411
    image: servicecomb/worker:0.0.1-SNAPSHOT
    name: company-worker
    ports:
    - containerPort: 7070
    - containerPort: 8080
    resources: {}
  restartPolicy: Always
status: {}

该yaml文件定义了副本数为1（replicas: 1）的pod，可以通过修改该副本数控制所需启动的pod的副本数量（当然也可以使用K8S的弹性伸缩能力去实现按需动态水平伸缩，弹性伸缩部分将在后面的博文中提供）。前面我们提到过company-bulletin-board具备了DNS的能力，故现在可以通过该Deployment中的env传递cse.service.registry.address的值给pod内的服务使用，如：-Dcse.service.registry.address=http://company-bulletin-board:30100，kube-dns( https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/cluster/addons/dns/README.md )将会自动解析该servicename。

对于kubernetes如何实现服务间通信，可以阅读connect-applications-service( https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/connect-applications-service/ )。

其他的deployment.yaml以及service.yaml都跟以上大同小异，唯一例外的是company-manager服务，我们可以看到在company-manager-service.yaml中看到定义了nodePort，这将使能company-manager对集群外部提供公网IP和服务端口，如下：

spec:
  ports:
  - name: "8083"
    port: 8083
    targetPort: 8080
    nodePort: 30301
    protocol: TCP
  type: NodePort

可以通过以下方法获得公网IP和服务端口：

kubectl get svc company-manager -o yaml | grep ExternalIP -C 1
kubectl get svc company-manager -o yaml | grep nodePort -C 1

接下来你就可以使用公网IP和服务端口访问已经部署好的company了，在github.com/ServiceComb/ServiceComb-Company-WorkShop/kubernetes( https://github.com/ServiceComb/ServiceComb-Company-WorkShop/blob/master/kubernetes/README.md )上详细提供了通过在集群内访问和集群外访问的方法。

模型归纳

通过详细阅读所有的deployment.yaml和service.yaml，可以整理出以下的模型：

完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

另外，经典的航空订票系统Acmeair也已经支持在kubernetes上一键式部署基于ServiceComb框架开发的版本，点击访问Run Acmeair on Kubernetes( https://github.com/WillemJiang/acmeair/tree/master/kubernetes )获取 。

PART

3

弹性伸缩

本小节将继续在K8S上演示使用K8S的弹性伸缩能力进行Company示例的按需精细化资源控制，以此体验微服务化给大家带来的好处。

环境准备

K8S环境准备：

为使K8S具备弹性伸缩能力，需要先在K8S中安装监控器Heapster和Grafana：

具体读者踩了坑后更新的heapster( https://github.com/zenlinTechnofreak/LinuxCon-Beijing-WorkShop/tree/autoscal/kubernetes/heapster/deploy )的安装脚本作者放在：heapster，可直接获取下载获取，需要调整一个参数，后直接运行kube.sh脚本进行安装。 

vi LinuxCon-Beijing-WorkShop/kubernetes/heapster/deploy/kube-config/influxdb/heapster.yaml

spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        task: monitoring
        k8s-app: heapster
    spec:
      serviceAccountName: heapster
      containers:
      - name: heapster
        image: gcr.io/google_containers/heapster-amd64:v1.4.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
        - /heapster
#集群内安装直接使用kubernetes
        - --source=kubernetes
#集群外安装请直接将下面的服务地址替换为k8s api server地址
#        - --source=kubernetes:http://10.229.43.65:6443?inClusterConfig=false
         - --sink=influxdb:http://monitoring-influxdb:8086

启动Company：

下载Comany支持弹性伸缩的代码：

git clone https://github.com/ServiceComb/ServiceComb-Company-WorkShop.git

cd LinuxCon-Beijing-WorkShop/kubernetes/

bash start-autoscale.sh

在Company的deployment.yaml中， 增加了如下限定资源的字段，这将限制每个pod被限制在200mill-core(1000毫core == 1 core)的cpu使用率以内。

resources:
  limits:
    cpu: 200m

在 start-autoscale.sh 中，对每个deployment创建HPA(pod水平弹性伸缩器)资源，限定每个pod的副本数弹性伸缩时控制在1到10之间，并限定每个pod的cpu占用率小于50%，结合前面限定了200mcore，故，每个pod的的平均cpu占用率会被HPA通过弹性伸缩能力控制在100mcore以内。

# Create Horizontal Pod Autoscaler
kubectl autoscale deployment zipkin --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
kubectl autoscale deployment company-bulletin-board --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
kubectl autoscale deployment company-worker --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
kubectl autoscale deployment company-doorman --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
kubectl autoscale deployment company-manager --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
kubectl autoscale deployment company-beekeeper --cpu-percent=50 --min=1 --max=10

当运行start-autoscale.sh之后，具备弹性伸缩器的company已经被创建，可通过下面指令进行HPA的查询： 

 kubectl get hpa

启动压测：

export $HOST=<heapster-ip>:<heapster-port>
bash LinuxCon-Beijing-WorkShop/kubernetes/stress-test.sh

该脚本不断循环执行 1s内向Company请求计算 fibonacci 数值200次，对Company造成请求压力：

FIBONA_NUM=`curl -s -H "Authorization: $Authorization" -XGET "http://$HOST/worker/fibonacci/term?n=6"`

测试过程与结果

分别查看HPA状态以及Grafana，如下：

图1 启动阶段

完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

图2 启动阶段

完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

图3 过程

完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

图4 结果

完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

图5 结果

完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

从以上过程可以分析出，以下几点：

  1. 压力主要集中在company-manager这个pod上，K8S的autoscaler通过弹性增加该pod的副本数量，最终达到目标：每个pod的cpu占用率低于限定值的50%（图5，Usage default company-manager/Request default company-manager = 192/600 约等于图4中的33%），并保持稳定。

  2. 在弹性伸缩过程中，在还没稳定前可能造成丢包，如图3。

  3. Company启动会导致系统资源负载暂时性加大，故Grafana上看到的cpu占用率曲线会呈现波峰状，但随着系统稳定运行后，HPA会按照系统的稳定资源消耗准确找到匹配的副本数。图3中副本数已超过实际所需3个，但随着系统稳定，最终还是稳定维持在3个副本。

  4. 在HPA以及Grafana可以看到缩放和报告数据都会有延迟，按照官方文档说法，只有在最近3分钟内没有重新缩放的情况下，才会进行放大。从最后一次重新缩放，缩小比例将等待5分钟。而且，只有在avg/ Target降低到0.9以下或者增加到1.1以上（10％容差）的情况下，才可能会进行缩放。

以上，就是本次对Compan示例弹性伸缩的全过程，Martin Fowler 在2014年3月的文章中提到:

微服务是一种架构风格，一个大型复杂软件应用由一个或多个微服务组成。系统中的各个微服务可被独立部署，各个微服务之间是松耦合的。每个微服务仅关注于完成一件任务并很好地完成该任务。在所有情况下，每个任务代表着一个小的业务能力。

国内实践微服务的先行者王磊先生也在《微服务架构与实践》一书中进行了全面论述。

Company使用ServiceComb进行微服务化改造后，具备了微服务的属性，故可以对单个负载较大的company-manager这个微服务进行精细化的控制，达到按需的目的，相比传统单体架构来讲，这将大大帮助准确有效地化解应用瓶颈，提高资源的利用效率。

本文转载自 微服务 开源项目 Apache ServiceComb  官网博客：

http://servicecomb.incubator.apache.org/cn/docs/linuxcon-workshop-demo/

http://servicecomb.incubator.apache.org/cn/docs/company-on-kubernetes/

http://servicecomb.incubator.apache.org/cn/docs/autoscale-on-company/

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完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

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完整微服务化示例：使用 Apache ServiceComb 进行微服务开发、容器化、弹性伸缩

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原文  http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUxNTEwNTg5Mg==&mid=2247488670&idx=1&sn=7556990599cea8e0fd80ed54b9f39026
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所属分类： 编程技术 软件架构

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