四步轻松玩转微服务敏捷开发

2022-02-03 08:29:45

作者 | 亦盏


01 微服务敏捷开发不简单


1、安得环境千万套，大庇开发小哥俱欢笑


微服务给大家带来了敏捷开发的特性，基于敏捷开发带来的便利，让我们可以在同一个时间内多个迭代/feature 并行开发。但微服务架构本身也给开发环境带来了一定的复杂性：每个 feature 的修改点都可能会被分散在多个应用中，需要多个应用互相配合才能完成整体的逻辑。这些应用既需要互相配合好，又不能让他们互相影响，故敏捷开发有时候也不是那么容易。


相信实践过微服务敏捷开发的同学曾经都遇到过以下情况：


1、开发接口时，应用无法独立地联调测试，需要依赖于下游的返回，所以一般都需要一个完整的开发环境，这个环境需要包含所有的其他应用。


2、A 同学辛辛苦苦，终于开发好了一个接口，但是部署到开发环境后，发现返回值一直是错的，就是不符合预期，百思不得其解。最终根据日志、arthas 层层跟踪下去，发现原来是另一个同事更新了下游应用的代码，导致原有逻辑发生了变更。


3、A 同学准备开始联调测试了，这时候他要找到开发 B 和 C 吼一嗓子确认：“我要开始测试了哈兄弟们，你们都别动环境，不要重启和 debug 哈”。B 同学 和 C 同学一脸懵逼：“我自己这还有个逻辑没理清楚呢，刚改完代码准备测一发，你这一测试联调我就不能动环境了，我这功能得等到什么时候才能开发好”。


4、排查问题好麻烦啊，要不直接 debug 一下吧，这 IDEA 远程 debug 刚连上去呢，立马就传来了同事的声音：“谁 XX 又在瞎动环境啊，怎么刚刚还能跑的接口现在就出错了”。


以上这些问题显然会影响项目的进度，非常容易造成项目延期。对于此刻的开发小哥哥而言，拥有一套属于自己的独立环境，带来的幸福感也许比有一套属于自己的小房子还大。


2、流量闭环是微服务敏捷开发的基础


上文中提到的问题，其实都是因为没有在开发环境中，精准地控制流量在 feature 环境内流转。


为什么精准地控制流量如此重要？举个最简单的微服务架构图来说明，这里假设应用的调用链路为 A ---> B ---> C ---> D ，现在同时开发两个 feature， feature1 和 feature2 。feature1 需要修改 A 和 C 的代码， feature2 需要修改 B、C 和 D 的代码。为了方便表述，我们用 A、B、C、D 来代指 A、B、C、D 的线上稳定版本，也叫做基线版本；A1、C1 来代指 feature1 环境中的 A 和 C ；B2、C2、D2 来来代指 feature2 环境中 B、C、D。


那么开发测试 feature1 的同学会要求他的请求，准确地在 A1 ---> B ---> C1 ---> D 中流转。为什么一定要这样，我们来简单分析一下：

1、如果流量走到 A 或者 C 的基线环境，因为他们都没有包含 feature1 相关的代码，所以肯定是无法正常测试和联调 feature1 对应的功能。


2、如果流量走到 B2、D2 环境，大多数情况下是可以正常工作的，因为正常情况下 B2 和 D2 中的修改是不会影响 feature1 的。但是因为 feature1 和 feature2 可能是由不同的同学开发的，或者有不同的开发排期和节奏，他们有自己的开发、重启、debug 节奏，所以大概率还是会出现上文中提到的场景。


综上所述，让流量在 feature 环境内流转非常重要，是微服务敏捷开发的基础。


四步轻松玩转微服务敏捷开发


如何准确地让请求在 feature 环境内流转呢？最简单的办法是每个迭代/feature 的都享有一套独立的完整环境，这套独立的环境包含了整个微服务应用集所有的应用，包含注册中心和接入层，这样就能确保流量在 feature 环境里闭环，不用担心应用之间互相影响。


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这个解决方案虽然简单，但是问题也很显而易见，成本比较大。我们假设微服务应用有10 个，每个应用只部署一台，以 java 为例，部署一个 java 应用按  2C4G 的 共享标准型 ECS 进行计算，维护一套环境一年的成本是 10 × 140 × 12 = 16800 元，如果同时有 4 套环境，即只支持两个迭代并行开发，每个迭代只有 2 个 feature，这样一年的成本就是 67200 元，而且我们可以发现，这里面计算公式使用的是乘法，当应用增加和环境增加时，成本的增加是成倍的。


注意，这里只是单纯地计算了应用使用的 ECS 的成本，其他周边的配套设施我们还没有计算，因为我们的开发、联调、测试是需要确保端到端的全流程都是足够顺利的，那这里就还会涉及到 域名/SLB/网关/注册中心这些资源，这些资源一般比较固定，不会需要进行大的修改，但是在多套环境的方案下这些资源也需要维护多套，成本还会进一步上升。


那么，有没有一个比较优雅地方式，既能享受到微服务架构带来的敏捷开发的便利，又不会给日常开发环境的搭建带来很大的成本呢？基于 MSE（微服务引擎 MSE，以下简称 MSE）标签路由功能使用开发环境隔离方案是您的不二之选。


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3、如何低成本玩转敏捷开发


什么是 MSE 开发环境隔离，简单地说就是将 feature 环境的隔离方式从简单的物理隔离转为逻辑隔离。借助于 MSE 提供的逻辑隔离，您只需要维护一套完整的基线环境，在增加 feature 环境时，只需要单独部署这个 feature 所涉及到改动的应用即可，而不需要在每个 feature 环境都部署整套的微服务应用及其配套设施。


我们称这唯一的一套完整的环境为基线环境。基线环境包含了所有微服务应用，也包含了服务注册中心、域名、SLB、网关 等其他设施，而 feature 环境中只包含了这个 feature 中需要修改的应用。这样维护 n 套 feature 环境的成本，就变成了加法，而不是原来的乘法，由 n × m 变成了  n ＋  m。差不多相当于零成本增加 feature 环境，这样我们就可以放心地扩容出多套 feature 环境，每个开发小哥哥都可以轻松拥有属于自己的独立环境，尽情地享受微服务敏捷开发。


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从上图中我们可以看到，feature1 对应的流量，在发现 feature1 中存在 A1 应用时，一定会去往 A1 节点，A1在调用B的时候发现 feature1 环境中不存在 B1 ，则会将请求发到 基线版本的 B 中；B在调用C时，发现 feature1 环境存在 C1 应用，又会返回到 feature1 环境中，依次类推，确保了流量会在 feature1 环境中闭环。

而且，在这个过程中，您不需要修改任何代码和配置，直接接入 MSE 微服务治理即可使用，不会给您增加任何开发成本。


02 如何使用 MSE 开发环境隔离01


1、开通 MSE 微服务治理专业版


登录 MSE治理中心控制台，如果您尚未开通 MSE 微服务治理，请根据提示开通专业版。如果您已经开通了MSE 微服务治理基础版，请根据概览页中右侧的提示，升级到 专业版。

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2、部署基线环境/基线环境接入


首先需要将基线环境的所有应用接入到 MSE 中，接入方式与您开发环境中应用部署方式有关。这里我们拿两个典型的场景作为例子进行说明。更多接入场景请参考 MSE 帮助文档 MSE 微服务治理快速入门。


  • 阿里云容器服务 ACK


若您的开发环境部署在 阿里云容器服务的 ACK 中，将基线环境接入 MSE 的流程如下：


1、在 ACK 中安装 MSE 治理中心组件

  1. 登录容器服务控制台。
  2. 在左侧导航栏单击市场 > 应用目录。
  3. 在应用目录页面搜索并单击 ack-mse-pilot。
  4. 在 ack-mse-pilot 页面右侧集群列表中选择集群，然后单击创建。


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安装 MSE 微服务治理组件大约需要 2 分钟，请耐心等待。创建成功后，会自动跳转到目标集群的发布页面，检查安装结果。如果出现以下页面，展示相关资源，则说明安装成功。


2、为 ACK 命名空间中的应用开启 MSE 微服务治理

  1. 登录 MSE 治理中心控制台。
  2. 在左侧导航栏选择微服务治理中心 > K8s 集群列表。
  3. 在 K8s 集群列表页面搜索框列表中选择集群名称或集群 ID，然后输入相应的关键字，单击 ???? 图标。
  4. 单击目标集群操作列的管理。
  5. 在集群详情页面命名空间列表区域，单击目标命名空间操作列下的开启微服务治理。(如果您的基线环境部署在 default 这个 namespace 中，则目标命名空间为 default)
  6. 在开启微服务治理对话框中单击确认

3、完成上述步骤后，重启/部署基线版本的应用，您的基线环境就已经接入完成。

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  • ECS/虚拟机


若您的应用是通过 ECS 或者 虚拟机的方式部署的，请您打开 MSE微服务治理控制台中的应用列表-接入方式-ECS 集群，根据指南里面的提示进行操作。


1、通过Shell脚本方式下载Agent 复制以下命令行并在待治理应用所处的系统中运行。


wget -O- http://mse-cn-hangzhou.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/install.sh | sh
# 此命令具体内容会随着您控制台中的选择的 Region 而变化，请注意在控制台中选择机器所在的 Region
# 若您的机器不在阿里云环境中，请选择 杭州 Region。


2、接入 MSE Agenta. 将MseAgent.zip中的所有文件解压到任意目录中。


unzip MseAgent -d /{user.workspace}/

# 说明 “{user.workspace}”是示例路径，请根据具体环境替换为正确的路径。


b. 在应用启动参数上添加AppName以及LicenseKey参数。


java -javaagent:/{user.workspace}/MseAgent/mse-bootstrap-1.7.0-SNAPSHOT.jar 
-Dmse.licenseKey=<yourLicenseKey>   
-Dmse.appName=<yourAppName>  
-Dmse.enable=true  -jar A.jar

#系统将为您自动生成的 <yourLicenseKey> ，在上文中提到的 ECS接入指南 界面查看，请勿泄露。
#<yourAppName> 为应用名称，同一应用在后续的 feature 环境接入需要保持应用名称一致


注意：各个 Region 的 LicenseKey 值可能不一致，请注意选择正确的 Region，若您的机器不在阿里云环境中，请选择 杭州 Region。


  • 验证环境接入成功


完成上述步骤后，您的基线环境就已经部署好了。您可以在 MSE 控制台中找到对应的 Region 查看应用列表，以及应用详情页的节点情况。


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3、将应用接入 feature 环境


将应用接入 feature 环境的方式和第二步中的方式基本相同，只不过这里需要额外给应用打上一个标签，将这个应用标记为属于 feature 环境。


同样的，接入 feature 环境的方式也和应用的部署形态相关，这里同样分别以 K8s 和 ECS 方式举例，如何将 A 应用接入到 feature1 环境。


  • K8s 部署方式


如果您的应用是通过 K8s 方式部署，则应用在接入 feature1 环境时需要在 deployment 中的 spec > template > metadata 下的 annotations 增加如下配置：


spec:
  template:
    metadata:
      annotations:
        alicloud.service.tag: feature1


  • ECS/虚拟机


如果您的应用是通过 ECS/虚拟机的方式部署，则应用在接入 feature1 环境时需要额外配置 JVM 系统属性(SystemProperty) ，增加的方式为在 Java 启动命令中增加 `-Dalicloud.service.tag=feature1`，完整的启动命令如下：


java -javaagent:/{user.workspace}/MseAgent/mse-bootstrap-1.7.0-SNAPSHOT.jar 
-Dmse.licenseKey=<yourLicenseKey>   
-Dmse.appName=<yourAppName>  
-Dmse.enable=true
-Dalicloud.service.tag=feature1 -jar A.jar


  • 验证环境接入成功


完成上述操作后，登录 MSE 控制台，找到刚才启动的应用，在详情页面查看实例详情，可以确认节点的 ip 和标签是否符合预期。


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4、轻松开始联调和测试


假设我们发往网关的请求是 http 请求，希望这个请求再 feature1 中完成闭环，只需要在请求的 header 中添加 x-mse-tag=feature1 即可，流量会自动在 feature1 环境内完成闭环。注意这里的 key 为 x-mse-tag 为固定值，feature1 则需要和环境的标签(即上文中配置的 alicloud.service.tag)保持一致。


如果您的请求来源为 Dubbo，则需要在 RpcContext 中增加 Attachment ，内容也是 x-mse-tag=feature1。


特别地，如果您的网关应用不属于 Java 体系，则需要在网关层配置一下规则，目前已经支持 MSE云原生网关，Nginx，K8s Ingress 等，详细的接入方式可以参考 MSE 全链路灰度配置 。


03 更进一步 IDEA 接入 feature 环境


上文中提到过，开发联调过程中，将应用部署到联调环境也是需要成本的，能不能直接在 IDEA 里面把正在开发的微服务跑起来呢？这样岂不是就可以直接愉快地快速部署和 debug 了？当然可以！而且操作起来还非常简单！


将 IDEA 启动的应用直接接入到 feature 环境中也不复杂，只需要简单几步即可实现。注意：使用此特性的前提条件为，您本机的网络与开发环境其他应用能够正常通讯。

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1、 安装 CloudToolkit 插件


安装最新版本的 Cloud Toolkit，安装详情请参考官网：https://www.aliyun.com/product/cloudtoolkit。


2、配置 MSE 参数


点击 IDEA 的 Tools 中找到 Preference ，找到 Alibaba Cloud Toolkit 中 Microservice 下的 MSE ，点击 开启微服务治理，并安装下图的方式进行配置即可。


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对以下几个参数做一下说明：


  • LicenseKey

您阿里云账号对应的 MSE 产品的 LicenseKey ，请在 https://mse.console.aliyun.com/#/msc/app/accessType 中的选择 ECS 集群，在 安装 MSE Agent 章节找到 LicenseKey 的值。


注意：请您做好 LicenseKey 的保密工作。注意：各个 Region 的 LicenseKey 值可能不一致，请选择对应的 Region，并和基线环境接入的 Region 保持一致。


  • App Name

应用在接入 MSE 时所使用的应用名，请根据实际业务情况进行配置，注意这个值需要和本次所启动的应用保持一致。


  • Tag

此应用所属的环境 Tag，基线不用填，其他请根据实际业务情况进行填写。如果此应用属于 feature1 环境，请填写 feature1。


  • Agent 地址

选择自己应用所在的地域，需要和 LienseKey 所在的地域、以及基线环境接入的地域 都保持一致。


  • 开启 RPC 灰度  ✅

支持对 Spring Cloud 和 Dubbo 近5年内的所有版本的流量进行精准控制。默认情况下请开启，除非您明确知道关闭此选项的使用场景，否则请勿关闭此选项。


  • 开启标签染色  ✅

推荐开启，开启后经过此应用的流量就只会在对应的 Tag 环境中流转。


  • 开启消息灰度  ✅

请根据业务实际情况选择是否开启，目前仅支持 RocketMQ 4.2 及以上版本。

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3、验证应用是否接入成功


1、使用常见的 IDEA 启动应用的方式进行启动2、登录 MSE 控制台，选择对应 Region ，找到刚才填写的应用名，点击此应用名，如果在应用详情中发现了本地对应的 IP 和 Tag ，表明接入成功。


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注意，第一第二步只需要执行一次，若 AppName 和 Tag 发生了变更，则根据实际情况进行调整。

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4、接入成功


现在，您可以在 IDEA 中尽情地享受本地开发部署和 debug 的快感。


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