Openstack+Kubernetes+Docker微服务实践之路--RPC

重点来了，本文全面阐述一下我们的RPC是怎么实现并如何使用的，跟Kubernetes和Openstack怎么结合。 

在选型一文中说到我们选定的RPC框架是Apache Thrift，它的用法是在Main方法中重启服务，在Client端连接服务去调用，

而我的想法是要跟Dubblo、HSF的用法一样，因为很多人都熟习这两个框架的用法，特别是我们好几个项目都是基于EDAS开发的，而且世面上用Dubbo的公司也很多。

顺便再说一下我们对于RPC的几点要求：

• 1，兼容Dubbo和HSF的使用方法，支持版本和服务分组，支持项目隔离
• 2，客户端重试机制，可以配置次数和间隔时间
• 3，客户端线程池
• 4，服务端可以平滑无缝升级而不影响客户端的使用

兼容Dubbo就必然要使用Spring框架，那我们就直接上Spring Boot好了，号称Spring Boot为微服务开发而生，一步到位，将Thrift跟Spring Boot整合。

版本和服务分组可以通过Kubernetes的Service的Label来实现，我们客户端在查找服务的时候通过这两个标签再加上接口类的Label来定位Service的Cluster IP，这里不直接使用Service名称来调用服务的原因是通过Label查询Servcie更加灵活一些，Service的名称不受限制，随时可以启动一个带有相同Label的新Service来替换旧的Service.

项目隔离可以用Kubernetes的namespace来实现，一个namespace是一个项目，当然项目之间也可以互相调用，默认情况下是整个Kubernetes集群的服务都是可以被调用到的如果在没有指定namespace的情况下。

客户端重试机制用代理Thrift连接的方式来实现，在连接或接口方法调用异常时发起重新连接，参考：https://liveramp.com/engineering/reconnecting-thrift-client/

客户端连接池是由于在WEB项目中每次用户发起请求是在一个独立的线程中，而Thrift的Client Socket连接不是线程安全的，因此要为每个用户准备一个Socket连接，有点像数据库的连接池，这个可以用apache的commons pool2来实现，这个有很多网友的文章可以参考，本文就不在赘述了。

服务端平滑升级可以使用Kubernetes的Kubectl rolling-update来实现，它的机制是先创建一个RC，然后新建一个新版本Pod，停掉一个旧版本Pod，逐步来完成整个RC的更新，最后删除旧的RC，把新的RC名称改为旧的RC名称，升级过程如下图：

这里会有一个问题，因为有一个时间段会新旧RC共存，由于Service是基于RC的Label建立的，那过来的请求是不是会得到两种结果？

如果是的话要防止这样的情况发生就要像上面说的，将整个Service替换，先启动一个新的Service跟旧的Service有相同Label，然后删除旧的Service以及RC，在发生服务请求的时候Thrift Client在找不到旧的服务的时候根据Label重新查找Service就会切换到新的Service上。

下面展示一下大概的实现及使用方法，假设你熟习Kubernetes或者简单了解，熟习Docker。

服务端

配置

    <bean class="io.masir.testcloud.thrift.HelloImpl" id="helloImpl"/>
    <bean class="io.masir.testcloud.thrift.ThriftSpringProviderBean" init-method="init" id="providerBean">
        <property name="serviceInterface" value="io.masir.testcloud.thrift.HelloService"/>
        <property name="serviceVersion" value="1.0.0"/>
        <property name="serviceGroup" value="testServiceGroup"/>
        <property name="target" ref="helloImpl"/>
    </bean>

ThriftSpringProviderBean核心代码 这是Thrift和Spring整合的核心代码，可以借鉴其它网友的Thrift Spring实例。

public class ThriftSpringProviderBean  extends Thread {
 

    private int port = 10809;
    private String serviceInterface;
    private String serviceVersion;
    private String serviceGroup;
    private Object target;
 
    public void run() {
        try {
            TServerSocket serverTransport = new TServerSocket(getPort());
            Class Processor = Class.forName(getServiceInterface() + "$Processor");

            Class Iface = Class.forName(getServiceInterface() + "$Iface");

            Constructor con = Processor.getConstructor(Iface);

            TProcessor processor = (TProcessor) con.newInstance(getTarget());

            TBinaryProtocol.Factory protFactory = new TBinaryProtocol.Factory(true, true);
            TThreadPoolServer.Args args = new TThreadPoolServer.Args(serverTransport);
            args.protocolFactory(protFactory);

            args.processor(processor);
            TServer server = new TThreadPoolServer(args);
            logger.info("Starting server on port " + getPort() + " ...");
            server.serve();
        } catch (TTransportException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    public void init() {
        start();
    }
 
    public String getServiceInterface() {
        if(serviceInterface.endsWith(".Iface")){
            serviceInterface = serviceInterface.replace(".Iface","");
        }
        return serviceInterface;
    }

}

客户端

考虑到Kubernetes是有负载和服务发现的功能，那我们如何跟Thrift整合在一起使用是我们要解决的问题

配置

    <bean class="io.masir.testcloud.thrift.ThriftClientBeanProxyFactory">
        <property name="k8sAPIServer" value="http://100.0.1.5:8080/"/>
        <property name="interfaceName" value="io.masir.testcloud.thrift.HelloService"/>
        <property name="version" value="0.0.1"/>
        <property name="group" value="thrifttest"/>
    </bean>

k8sAPIServer 是Kubernetes的API地址，用来根据 group、version、interfaceName 三个参数查找服务的集群地址

ThriftClientBeanProxyFactory 的实现请参考 http://blog.csdn.net/muyuxuebao/article/details/51556066  ，包括重新机制也有了。

另外推荐一个Kubernetes Api访问的Java组件，非常好用和灵活

        <dependency>
            <groupId>io.fabric8</groupId>
            <artifactId>kubernetes-client</artifactId>
            <version>1.4.14</version>
        </dependency>

生成Image

服务的Dockerfile

FROM  registry2.io/public/java:7
Copy jn-boot-0.0.1.jar /jn-boot.jar
EXPOSE 10809
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
RUN echo Asia/Shanghai > /etc/timezone
ENV TZ Asia/Shanghai
ENTRYPOINT   java -jar /jn-boot.jar

消费者Dockerfile

FROM  registry2.io/public/java:7
COPY jn-boot-client-0.0.2.jar /jn-boot-client.jar
EXPOSE 10809
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
RUN echo Asia/Shanghai > /etc/timezone
ENV TZ Asia/Shanghai
ENTRYPOINT   java -jar /jn-boot-client.jar

需要有两个地方注意一下，使用Copy，每次都要覆盖拷贝到Image中，另一个是日期应该放在基础Image中，Build生成Image后Push到我们Registry中。

部署到Kubernetes

程序开发或者说开发思路基本实现了，下面就是部署上线测试，Kubernetes的Pods基于Docker运行，那就会用到Registry，一个Pod会是一个Docker容器，所以Kubernetes的流程是从Registry中拿到Image然后启动一个Dokcer容器，由于我们配置的Registry是有权限的，所以要先生成Kubernetes的Secrets，

kubectl create secret docker-registry registry2key --docker-server=registry2.io --docker-username=admin --docker-password=1 --docker-email=xxxx@163.com --namespace=thrift-demo

然后在yaml中配置：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: thrift-c
  namespace: thrift-demo
spec:
  replicas:1
  selector:
    app: thrift-c
  template:
    metadata:
      name: thrift-c
      labels:
        app: thrift-c
    spec:
      containers:
      - name: thrift-c
        image: registry2.io/thrift/thrift-c:0.0.2
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 9091
      imagePullSecrets:
        - name: registry2key

注意里面的 imagePullSecrets registry2key

{
    "kind": "Service",
    "apiVersion": "v1",
    "metadata": {
        "name": "thrift-c-app",
        "namespace": "thrift-demo"
    },
    "spec": {
        "selector": {
            "app": "thrift-c"
        },
        "ports": [
            {
                "protocol": "TCP",
                "port": 9091,
                "targetPort": 9091
            }
        ]
    }
}

Kubernetes的配置网上有很多，大家分头去参考，这里不过多说明，这是一个Thrift客户端的Kubenetes RC和Service配置，在Kubernetes Master云主机上通过Kubectl运行并启动这个RC

另外还需要部署Thrift服务端的RC、Service，如图：

（请注意服务端的Service的Label）

下面是Replication Controllers

调用测试，查看服务的访问地址，我们的客户端服务使用的是Nodeport，查看Nodeport的方式，或者在Dashboard上查看

然后通过Kubernetes集群中的任意一台机器加上NodePort端口就可以访问我们的Thrift客户端服务了。

在本文中我们可以看到使用了大量的Kubernetes特性，服务发现、服务负载（基于Service）、滚动升级等等，其中服务发现是在我们添加了Pods数量后会被Service自动发现，包括后面要说的自动扩容，而负载就是Service会在所有Pods中通过某种机制选择某个Pod来调用，事实上还有很多Kubernetes的特性等待我们去使用和发掘，Kubernetes真是一个得力的容器助手，希望我们能把它用好，也希望Kubernetes越来越完善。

在下文中我们将说一说服务的发布，总不能都通过IP+NodePort的方式来访问所有WEB服务吧，一定要有一个完美的合适的解决办法，那会是什么呢。。。