Choerodon 的微服务之路(四):深入理解微服务配置中心

本文是Choerodon 的微服务系列推文第四篇,上一篇《 Choerodon的微服务之路(三):服务注册与发现 》介绍了Choerodon的注册中心,并通过代码的形式介绍了 在Choerodon微服务框架中是如何来实现服务注册和发现的,本篇将介绍配置中心在微服务架构中的作用。

文章的主要内容包括:

  • 配置是什么
  • 为什么需要微服务配置中心
  • Choerodon的配置中心

在早期单体应用的时代,监控等系统配置管理可能并不是什么困难的问题。但是在微服务架构中,和安全、日志、非功能需求一样,配置管理是一种非功能需求。配置中心也是整个微服务架构体系中的一个重要组件,即使它的功能看上去并不起眼,无非就是简单配置管理和存取,但它是整个微服务架构中不可或缺的一环。

在Choerodon的微服务体系中,如何通过更加高效的配置管理方式,帮助微服务系统进行配置规划,推动项目的持续交付,动态调整和控制系统的运行状态,这些问题都值得深入思考和研究。

配置是什么

在讲配置中心之前,首先提到一个核心的概念,就是服务的“配置”。配置可能各位都不陌生,一个配置项大多是key-value的形式,value可能是一个有限值的集合。Choerodon通过这些配置项,来控制系统的运行状态,可以说,配置其实是独立于程序的可配变量,同一份程序在不同配置下会有不同的行为。

常见的配置有如下几种:

  • 程序内置的硬编码:在开发过程中将配置写死,这种形式几乎不具备任何的扩展性可动态修改的能力。通常是不建议的!
  • 程序配置文件:Springboot提供了一种方式将配置放在application.properties或者application.yaml文件中,系统运行时的大部分配置,都可以通过这种格式进行配置。不同环境会有各自的配置文件。
  • 环境变量:将配置预制在操作系统的环境变量中,在程序运行时读取。尤其在docker容器中,不同容器间相互隔离,环境变量不会受到影响。
  • 启动参数:可以在程序启动时制定参数,修改时需要重新启动。
  • 数据库存储:易变化的配置存储在数据库中,这样在运行期可以灵活的调整。

而微服务的配置中心,将散落在各处的应用系统配置信息收集起来,进行集中式的统一管理,并且提供额外功能,如动态刷新,版本控制,功能开关等。

举一个简单的例子,有这样的一个配置:logging.level。在生产环境上的日志级别通常为error级别,但是在一些测试环境,或者当系统出问题时,开发人员会期望日志的级别为debug,此时则需要一种机制来帮助实现。

为什么需要微服务配置中心

既然已经有了这么多种形式来管理配置,又为什么要引入配置中心呢?

在传统单体应用中,开发者将系统打成一个包,并在包里提供一些配置,当需要修改配置时,只需要登录到服务器上将配置修改,然后reload一下就可以了。

在微服务体系中,服务的数量以及配置信息日益增多,比如各种服务器参数配置、各种数据库访问参数配置、各种环境下配置信息的不同、配置信息修改之后实时生效等等,显然开发者已经不可能登录到一台台虚拟机中,对配置进行修改重启,并且,传统的配置管理可能会带来如下的一些问题:

  • 配置的格式不一致:有的使用xml,有的使用properties,还有一些存在数据库中,不同项目对于配置的管理方式五花八门。
  • 失效性低:配置大多使用静态文件的格式,再通过打包放入容器中运行。当实例过多时,需要修改完配置重新打包,周期较长。
  • 不安全:配置跟随源代码保存在代码库中,容易造成配置泄漏。同时不同环境的配置不同,稍不注意,可能会将测试环境的配置带入生产环境,引发事故
  • 功能局限:不支持动态调整。

同时,随着“微服务+容器化+DevOps”落地,对于服务的配置管理也提出了更高的要求。

  • 代码与配置分离:遵循“一次打包,多处部署”的原则。将代码和配置分离。配置单独管理。
  • 配置抽象:屏蔽后台实现,提供页面管理功能。
  • 跨环境跨集群:支持对多环境和多集群应用配置的集中式管理。
  • 实时性:配置更新需要尽快通知到客户端。
  • 可治理:配置审计、版本管理、权限控制

所以,一个能够方便用户进行自助式的配置管理,标准化的配置中心服务,是Choerodon社区里的开发者急切所需的。

Choerodon的配置中心

配置分类

在Choerodon猪齿鱼中,将服务的配置按照不同的功能,大致分为3类。

  • 静态配置:程序打包前一次配置好,一般不会修改。这些配置通常在服务启动之前生效。如:服务的端口,名称,配置中心的地址等。
  • 部署时配置:程序在部署时添加的配置,一般和环境相关,每个环境不同。如:数据库配置,其他中间件配置,或者一些服务相关的配置。
  • 运行时配置:程序运行时可能会修改的配置,一般用来调整应用的行为和功能。如:日志级别,功能开关,线程池大小等等。

服务配置设计原则

对配置进行分类之后,还需要一种设计原则,来指导开发者对服务的配置进行划分。在Choerodon猪齿鱼中,开发者遵循下面的一些原则。

  1. 所有可能要修改的配置,都不应该采取硬编码的方式。
  2. 程序中的配置文件,均使用yaml文件进行管理。
  3. 引入spring-cloud-config-client,将服务名,端口号,管理端口,等不会修改的配置,添加在src/main/resources/bootstrap.yml,如下所示:
# bootstrap.yml
server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: iam-service
  cloud:
    config:
      failFast: true
      retry:
        maxAttempts: 6
        multiplier: 1.5
        maxInterval: 2000
      uri: localhost:8010
      enabled: false
management:
  port: 80381
  security:
    enabled: false
security:
  basic:
    enabled: false
复制代码
  1. 将服务运行中需要的配置添加在src/main/resources/application.yml。包括注册中心的地址,数据库连接,并为这些配置添加默认值,如下所示:
# application.yml
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost/iam_service?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
    username: choerodon
    password: 123456
eureka:
  instance:
    preferIpAddress: true
    leaseRenewalIntervalInSeconds: 10
    leaseExpirationDurationInSeconds: 30
    metadata-map:
      VERSION: v1
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://localhost:8000/eureka/
    registryFetchIntervalSeconds: 10
hystrix:
  command:
    default:
      execution:
        isolation:
          thread:
            timeoutInMilliseconds: 15000
ribbon:
  ReadTimeout: 5000
  ConnectTimeout: 5000
mybatis:
  mapperLocations: classpath*:/mapper/*.xml
  configuration: # 数据库下划线转驼峰配置
    mapUnderscoreToCamelCase: true
复制代码
  1. 开发阶段,每个开发人员自己的本地配置,添加在src/main/resources/application-default.yml文件中,并且该文件不应该上传到代码库中,例如本地的数据库连接配置。
# application-default.yml
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3307/iam_service?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
    username: username
    password: pwd
复制代码
  1. 配置的优先级遵循:环境变量>配置文件。通过Chart在部署时根据环境的不同,修改具体的环境变量值,来实现不同环境配置的不同,如下图所示:
Choerodon 的微服务之路(四):深入理解微服务配置中心
  1. 对于紧要的配置修改通过配置中心修改,动态生效。对于实时性要求不高的配置,通过修改部署时的values重新部署生效。
Choerodon 的微服务之路(四):深入理解微服务配置中心

配置中心实现

首先来看Spring Cloud自带的配置中心是怎么样的,如下图所示:

Choerodon 的微服务之路(四):深入理解微服务配置中心

Spring Cloud Config将不同环境的所有配置存放在git 仓库中,服务启动时通过接口拉取配置。遵循{ServiceID}-{profile}.properties的结构,按照profile拉取自己所需的配置。

当开发者修改了配置项之后,需要结合spring config bus将配置通知到对应的服务,实现配置的动态更新。

可以看到,Spring Cloud Config已经具备了一个配置中心的雏形,可以满足小型项目对配置的管理,但仍然有着很多局限性。配置使用git库进行管理,那么git库的权限如何来判断?不同环境的安全性也得不到保障。配置的添加和删除,配置项的汇总,也只能通过git命令来实现,对运维人员也并不友好。

Choerodon猪齿鱼在Spring Cloud Config的基础上,将配置由git库存储改为由db存储。并且添加单独的manager-service来对配置进行管理。config-server则专注于将配置传递给服务。

同时,服务在部署的时候,通过猪齿鱼提供的工具包choerodon-tool-config将服务中的application.yml文件初始化到数据库中。在服务运行时通过前端来对配置进行操作,及时更新配置到各服务上,流程如下图所示:

Choerodon 的微服务之路(四):深入理解微服务配置中心

同时可以在页面上依据已有的配置创建新的配置,并将配置应用给正在运行的服务实例。对于失效的配置文件,也可以在页面中删除。如下图所示:

Choerodon 的微服务之路(四):深入理解微服务配置中心

Choerodon猪齿鱼通过配置中心管理服务配置的创建,生效,乃至销毁,并结合Chart来管理服务部署时的配置,通过这样的一种机制,满足了对服务配置整个生命周期管理的基本要求和配置版本、动态生效等进一步的需求。

总结

回顾一下这篇文章,整体介绍了配置中心在微服务架构中的作用,并提出了Choerodon对于配置管理的一些心得和规范。服务配置是服务运行起来的基础,而配置中心是整个微服务技术体系中的关键基础保障,如何做好服务配置规划,并推动项目的持续交付,则是Choerodon仍需持续考虑的问题。

更多关于微服务系列的文章,点击蓝字可阅读 ▼

  • Choerodon的微服务之路(一):如何迈出关键的第一步
  • Choerodon的微服务之路(二):微服务网关
  • Choerodon 的微服务之路(三):服务注册与发现

关于Choerodon猪齿鱼

Choerodon猪齿鱼是一个开源企业服务平台,是基于Kubernetes的容器编排和管理能力,整合DevOps工具链、微服务和移动应用框架,来帮助企业实现敏捷化的应用交付和自动化运营管理的开源平台,同时提供IoT、支付、数据、智能洞察、企业应用市场等业务组件,致力帮助企业聚焦于业务,加速数字化转型。

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原文 

https://juejin.im/post/5c25e0d451882551b72809b1

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