摘要：在本次上，京東云將在大會(huì)上為對(duì)云原生感興趣的研發(fā)和運(yùn)維人員帶來(lái)利用延遲加載快速啟動(dòng)容器的話(huà)題分享。今天聊的主角云原生也是一樣。

2019 年 6 月 24 日至 26 日, 由 Cloud Native Computing Foundation (CNCF) 主辦的云原生技術(shù)大會(huì) KubeCon + CloudNativeCon + Open Source Summit（上海）即將在中國(guó)上海盛裝啟幕。本屆 KubeCon 將吸引來(lái)自全世界數(shù)千名技術(shù)人員參加此次盛會(huì)，參與CNCF全部項(xiàng)目和話(huà)題的深度探討，以及案例分析，聆聽(tīng) CNCF 項(xiàng)目的運(yùn)維者和用戶(hù)的分享。

在本次KubeCon上，京東云將在大會(huì)上為對(duì)云原生感興趣的研發(fā)和運(yùn)維人員帶來(lái)《利用延遲加載快速啟動(dòng) Docker 容器》的話(huà)題分享。
看完這些，是不是有點(diǎn)暈了？怎么那么多東西??！

為了讓大家更好地了解云原生，我們特別開(kāi)設(shè)了“云原生系列內(nèi)容”，今天將是該系列內(nèi)容的最后一篇。不論你之前了不了解云原生或者CNCF，看完這篇內(nèi)容，希望都能讓大家對(duì)于云原生有著從0到1的全方位深入了解。

計(jì)算機(jī)領(lǐng)域每過(guò)幾年都會(huì)產(chǎn)生一些新的概念出來(lái)，網(wǎng)格計(jì)算、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、微服務(wù)、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算…… 每一個(gè)新概念都很難從名稱(chēng)直接看出來(lái)它的含義，所以一開(kāi)始大家都會(huì)問(wèn)到底什么是X計(jì)算，幾年后再說(shuō)起X計(jì)算大家卻似乎都知道了，但是如果讓他們解釋一下，大多數(shù)人還是會(huì)解釋不清楚。今天聊的主角“云原生”（Cloud Native）也是一樣。

(關(guān)于云原生的定義眾說(shuō)紛紜，本文的介紹僅代表個(gè)人理解，歡迎指正。)

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01
/ 云原生是利用云 /
/ 快速交付應(yīng)用的一種方式 /

Pivotal公司是云原生概念的早期推廣者，同時(shí)也是Spring框架和Spring Cloud的主要貢獻(xiàn)者，它對(duì)云原生的定義是：

“Cloud-native is an approach to building and running applications that
exploits the advantages of the cloud computing delivery
model.”——云原生是利用云交付效率的優(yōu)勢(shì)來(lái)構(gòu)建和運(yùn)行應(yīng)用的方式。

同時(shí)，他還補(bǔ)充道：

“Organizations require a platform for building and operating
cloud-native applications and services that automates and integrates
the concepts of DevOps, continuous delivery, microservices, and
containers.”——組織需要一個(gè)平臺(tái)來(lái)構(gòu)建和運(yùn)行云原生應(yīng)用，這個(gè)平臺(tái)要包含DevOps，持續(xù)交付，微服務(wù)和容器。

簡(jiǎn)單總結(jié)一下，也就會(huì)說(shuō)云原生的目的是為了充分利用云的能力使應(yīng)用交付更快。為了達(dá)到這個(gè)目的，將用到DevOps、持續(xù)交付、微服務(wù)和容器等理念和技術(shù)。

此外，提起云原生，業(yè)內(nèi)人士還會(huì)提到另一個(gè)詞：云原生基金會(huì)。那么云原生和云原生基金會(huì)（Cloud Native Computing Foundation，簡(jiǎn)稱(chēng)CNCF）又是什么關(guān)系呢？

云原生基金會(huì)致力于推廣云原生計(jì)算模式，并維護(hù)一個(gè)廠(chǎng)商中立的開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)來(lái)普惠大眾。云原生計(jì)算使用開(kāi)源軟件棧來(lái)構(gòu)建微服務(wù)，打包為容器，并且動(dòng)態(tài)編排容器來(lái)最大化資源利用。CNCF孵化了軟件容器領(lǐng)域的一個(gè)值得關(guān)注的Kubernetes項(xiàng)目以及圍繞它的很多其他項(xiàng)目，而Kubernetes目前已經(jīng)成為云原生應(yīng)用的重要基石。

所以，云原生是一種理念和應(yīng)用交付模式，云原生基金會(huì)是以推廣這種理念和模式，孵化支撐這種模式的開(kāi)源項(xiàng)目。注意，這里的“云”并不特指公有云，而是泛指可動(dòng)態(tài)提供資源的各種平臺(tái)。要應(yīng)用云原生，會(huì)涉及到一些核心的技術(shù)：微服務(wù)、容器、交付。下面看一下為什么云原生會(huì)強(qiáng)依賴(lài)這些技術(shù)。

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02
/ 微服務(wù)、容器、交付 /

微服務(wù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將應(yīng)用所需要的功能拆分成一個(gè)個(gè)小型獨(dú)立的軟件服務(wù)，即“微服務(wù)”。每個(gè)微服務(wù)專(zhuān)注于自己的任務(wù)，可被獨(dú)立部署、更新、伸縮和重啟，同時(shí)基于A(yíng)PI彼此通訊來(lái)進(jìn)行協(xié)同工作，以形成大型可伸縮應(yīng)用程序。微服務(wù)最重要的點(diǎn)不是把服務(wù)拆的有多小，而是把除了應(yīng)用本身關(guān)注的業(yè)務(wù)以外的其他邏輯都拆除出去。應(yīng)用開(kāi)發(fā)者不用去關(guān)心其他應(yīng)用在哪里，不用去實(shí)現(xiàn)其他應(yīng)用失效了怎么去重試怎么容錯(cuò)的邏輯，不用去為灰度和AB測(cè)試等需求開(kāi)發(fā)代碼，也不需要去實(shí)現(xiàn)邏輯來(lái)監(jiān)控應(yīng)用運(yùn)行狀態(tài)… …應(yīng)用開(kāi)發(fā)者就只專(zhuān)注于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。同時(shí)，每個(gè)服務(wù)要實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯盡可能清晰，盡可能是高內(nèi)聚的一組功能。

容器是應(yīng)用的運(yùn)行環(huán)境，是微服務(wù)的最佳載體。運(yùn)行在容器而不是虛擬機(jī)，性能上的優(yōu)勢(shì)是一方面，更重要的是關(guān)注主體發(fā)生了變化。當(dāng)運(yùn)行一個(gè)虛擬機(jī)時(shí)，值得關(guān)注的主體是這臺(tái)虛擬機(jī)，里邊到底有多少種應(yīng)用、具體是什么應(yīng)用這并不是重點(diǎn)。而當(dāng)運(yùn)行一個(gè)容器時(shí)，關(guān)注點(diǎn)是放在容器中打包的那個(gè)應(yīng)用，應(yīng)用是整個(gè)動(dòng)作的中心。但是也不能說(shuō)用了虛擬機(jī)就一定不是云原生，利用虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)基于云的快速交付，也是云原生的另一種最佳實(shí)踐。

交付是將容器中的服務(wù)真正用起來(lái)的過(guò)程。傳統(tǒng)運(yùn)維關(guān)注點(diǎn)在于一個(gè)一個(gè)的運(yùn)維動(dòng)作，而面向交付的運(yùn)維重點(diǎn)在應(yīng)用本身。關(guān)注的是應(yīng)用最終需要提供多少個(gè)實(shí)例或者支持多少并發(fā)調(diào)用，這些運(yùn)維的動(dòng)作不應(yīng)該是應(yīng)用的關(guān)注點(diǎn)，應(yīng)該全由底層平臺(tái)解決。因此，有了聲明式模型，應(yīng)用只說(shuō)需要幾個(gè)實(shí)例，平臺(tái)自己想著怎么啟動(dòng)，當(dāng)有設(shè)備故障時(shí)怎么恢復(fù)；有了無(wú)服務(wù)器架構(gòu)，應(yīng)用根本不關(guān)注實(shí)例個(gè)數(shù)和啟停邏輯，平臺(tái)根據(jù)調(diào)用壓力動(dòng)態(tài)分配計(jì)算資源。

之所以很多人一提到云原生就想到Kubernetes，一方面因?yàn)镵ubernetes是云原生基金會(huì)孵化的代表作，另外一方面也和它的能力有很大關(guān)系。作為市場(chǎng)領(lǐng)先的編排解決方案，Kubernetes正是實(shí)現(xiàn)了將應(yīng)用以容器的方式快速交付，讓?xiě)?yīng)用不用再關(guān)注系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)差別，不用再關(guān)注部署和伸縮細(xì)節(jié)，并且具備豐富的生態(tài)（如Istio，Envoy，Prometheus，Jaeger等），提供應(yīng)用的微服務(wù)治理能力，解決應(yīng)用上云這個(gè)難題。

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03
/ 構(gòu)建云原生的應(yīng)用 /

知道了什么是云原生，那要如何讓?xiě)?yīng)用更好地符合云原生的交付模式呢？

首先，你需要有一個(gè)云。這個(gè)云不一定是公有云，也可以是私有云，混合云，甚至是區(qū)塊鏈服務(wù)，也可以是任何其他形式動(dòng)態(tài)提供資源的平臺(tái)。這個(gè)云需要具體如下基本能力：管理程序包/容器鏡像/虛機(jī)鏡像的能力；彈性將應(yīng)用通過(guò)容器/虛擬機(jī)等方式交付的能力；對(duì)應(yīng)用進(jìn)行靈活的服務(wù)治理的能力；對(duì)應(yīng)用的各種狀態(tài)進(jìn)行臨時(shí)/永久存儲(chǔ)的能力，以及對(duì)應(yīng)用的安全性提供保障的能力。

其次，你要有用云的能力，不要在應(yīng)用里去實(shí)現(xiàn)應(yīng)該云平臺(tái)提供的功能。有些團(tuán)隊(duì)用云服務(wù)只敢用云主機(jī)和存儲(chǔ)，擔(dān)心使用云的其他能力會(huì)被這個(gè)云服務(wù)綁定。有這個(gè)擔(dān)心是對(duì)的，但是更好的方式應(yīng)該是選擇更開(kāi)放、更兼容的云產(chǎn)品來(lái)使用。例如京東云的Kubernetes集群、微服務(wù)平臺(tái)都是與開(kāi)源項(xiàng)目完全兼容的，可以放心使用，不喜歡了也可隨時(shí)切換到自己運(yùn)維的開(kāi)源項(xiàng)目上。

同時(shí)，你還需要改造你的應(yīng)用，使之能更好的適用于在各種云平臺(tái)上快速交付。關(guān)于云原生應(yīng)用該如何設(shè)計(jì)，Heroku團(tuán)隊(duì)提出的十二要素（Twelve-Factor）提供了很多非常有價(jià)值的建議。十二要素包含：

按照十二要素的要求，編碼、開(kāi)發(fā)、構(gòu)建、運(yùn)維等操作都需要被清晰界定和規(guī)范，應(yīng)用需要專(zhuān)注在業(yè)務(wù)邏輯，將部署環(huán)境、運(yùn)行依賴(lài)，狀態(tài)保存、并發(fā)、日志等問(wèn)題都交給云平臺(tái)來(lái)處理。云原生應(yīng)用的開(kāi)發(fā)過(guò)程變成：快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求開(kāi)發(fā)精簡(jiǎn)的應(yīng)用構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)包，然后在不同的環(huán)境以不同配置動(dòng)態(tài)部署，運(yùn)行的各種依賴(lài)?yán)迷破脚_(tái)解決。按照這些原則去設(shè)計(jì)自己的應(yīng)用，應(yīng)用會(huì)更易于使用云服務(wù)提供的標(biāo)準(zhǔn)能力，會(huì)更易于實(shí)現(xiàn)快速交付，更易于進(jìn)行靈活擴(kuò)展。

在十二要素發(fā)布后，Pivotal公司的Kevin Hoffman編寫(xiě)的Beyond the Twelve-Factor App一書(shū)中，又增加了三個(gè)新要素作為補(bǔ)充：

最后，要構(gòu)建云原生的應(yīng)用，下面是在應(yīng)用研發(fā)上線(xiàn)過(guò)程中的一些建議：

代碼里應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯而不是其他

代碼盡量不要有任何狀態(tài)，狀態(tài)都存到云服務(wù)里

代碼里不要有和本應(yīng)用無(wú)關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯，它應(yīng)該在其他應(yīng)用里通過(guò)API調(diào)用

不要實(shí)現(xiàn)用于運(yùn)維和服務(wù)治理和觀(guān)測(cè)的具體邏輯，要依賴(lài)第三方庫(kù)和云服務(wù)

不要硬編碼地址等任何配置，這段代碼要運(yùn)行在很多環(huán)境

不要假定這段代碼會(huì)部署在什么地址，會(huì)部署幾個(gè)實(shí)例

不要假定程序永遠(yuǎn)不死，要保證單個(gè)實(shí)例的死去不要影響其他實(shí)例

構(gòu)建結(jié)果是一個(gè)整體，不能把構(gòu)建的代碼部署后再去改動(dòng)代碼包里的內(nèi)容

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