Cloud Foundry中通用service的集成

目前，CloudFoundry已经集成了很多第三方的中间件服务，并且提供了用户添加自定义服务的接口。随着Cloud Foundry的发展，开发者势必会将更多的服务集成进Cloud Foundry，以供app使用，也扩展了app的功能。

本部分主要描述通用service集成进入Cloud Foundry所需要做的设计以及实现。

1. service概念的对应

将通用的service类型集成进Cloud Foundry，需要做的第一个也是最重要的工作，就是须将待集成service的多种概念与Cloud Foundry中对于service的概念进行对应。

Cloud Foundry中这些概念包括：service instance，credentials，provision和bind等。

Cloud Foundry中service概念有很多，现将以上四种最为主要的概念进行具体的阐述：

1.1 service instance

serviceinstance是一项服务的具体事例。它是Cloud Foundry对于service操作的最终载体，存在于Cloud Foundry的Service Node中，上一层的管理者为Service Node。在实际应用过程中，service instance由Cloud Foundry上运行在DEA中的app访问，并且一个service instance可以被多个app同时访问。通用service的集成的首要任务就是，在通用service中抽象出service instance的具体表现形式。

1.2 credentials

credentials是serviceinstance的认证信息。当创建一个service instance的时候，Cloud Foundry会为这个service instance创建认证信息，也就是credentials，它的作用是：作为app访问这个service instance所必需的认证信息。在创建service instance的时候，Cloud Foundry将产生的credentials存在Cloud Controller，在执行app与service instance的时候，Cloud Foundry会重新生成一个credentials信息，然后由Cloud Controller在绑定app的时候，将这个credentials写入该app的环境变量中，以供app访问，app通过手持credentials信息直接通过RESTful接口，访问位于Service Node的service instance。通用service的集成中，credentials起到使得service instance之间互相独立的作用，另外还起到app访问service instance的凭证信息。

1.3 provision a service

provisiona service是指，在Cloud Foundry中在相应的Service Node上创建一个service instance的过程。其中主要包括两个方面的操作：第一，在Service Node创建service instance；第二，将service instance的credentials的信息传递给Cloud Controller，并对该数据进行持久化。通用service 的集成过程中，首先要实现的就是provision a service的工作，只有实现provision，才会有service instance的概念，并有之后对于service instance的种种操作。

1.4 bind a service

bind a service是指，在CloudFoundry中app应用需要使用一项service时，app发送请求绑定一个或多个service instance，并最后完成绑定的整个过程。bind a service是app访问service instance之前最后一步Cloud Foundry接管的操作。bind a service具体的操作是Cloud Foundry将serviceinstance的crdentials信息在app应用打包的时候，写入app的环境变量中，最终由app应用启动会被读取，app通过这个crdentials信息直接访问service instance。在通用service的集成过程中，bind是最为重要的步骤之一，只有bind成功后，service instance才有存在的意义。

2. 通用service的迁移

在明确了CloudFoundry中service的概念之后，紧接着就是将通用service向Cloud Foundry中迁移的问题。

在Cloud Foundry中，将通用service集成进来，有两个方面需要设计实现：第一，service数据的表现形式与存储形式；第二，service整体框架的设计与实现。

2.1 Service数据表现形式与存储形式

Service作为服务存在于CloudFoundry中，有很多种不同的类型。每一种类型的service在实现过程中，service instance都会以某种表现形式存在，Cloud Foundry对于service的操作全部都是限于这个service instance，关于service instance内部的具体操作，都是由app在访问这个service instance过程中来完成。

传统的关系型数据库中，serviceinstance的表现形式就是关系型数据库的一个db。这个db的创建由关系型数据库的server来创建。

这里db作为一种serviceinstance的表现形式，在Cloud Foundry中大多数的数据库服务中都有体现，不论是关系型数据库或者是NoSQL数据库。db的表现形式，只是Cloud Foundry中最常用的service表现形式，另外其他的service表现形式还有很多，也可以由Cloud Foundry service集成人员自行定义。

Service数据表现形式定义完备之后，还需要设计完成Cloud Foundry中service相关信息内容的具体存储形式。

首先，设计实现serviceinstance的存储，是Cloud Foundry中关于service存储的首要任务。Service instance的存储形式，主要是提供一个可靠的环境供Cloud Foundry中app的访问。传统的关系型数据库以及NoSQL数据库都是以db为表现形式，以db形式存储于存储介质中，具体的组织由数据库server端接管并存储。另外，service instance可以根据应用场景的不同，根据抽象出的service instance概念，将service instance存储于其他的系统中，比如某些文件系统中等。

其次，service相关信息的存储，还包括在service操作过程中产生的重要信息的存储。例如，在service instance创建完毕之后，产生的credentials需要在多个地方进行存储。在传统的关系型数据库及NoSQL数据库中，credentials在Service Node，Service Gateway以及Cloud Controller处均有存储。其中，credentials在Service Node处的存储是另外维护一个db来存储所有service instance的crdentials，而在Service Gateway处的存储是直接存储在内存中的一个hash队列中；最终在Cloud Controller处也会对credentials信息进行持久化，存储在Cloud Controller的postgres数据库中。

2.2 Service框架实现

在Cloud Foundry中集成通用service的框架实现主要包括两个方面：ServiceNode实现与Service Gateway实现。当以上两个框架设计实现完毕之后，还需要将这个通用service的Service Node与Service Gateway作为Cloud Foundry的两个组件，将这两个组件的启动添加至整个Cloud Foundry的启动脚本中，以便Cloud Foundry的自动化启动。

2.2.1 Service Node实现

ServiceNode的功能主要是实现接收Service Gateway的请求，并最终向service server发送最终关于service instance的操作请求，并将操作结果保存并返回给Service Gateway。

ServiceNode的实现主要包括两个层次，一个层次是该类型service的Service Node模块实现，另一个层次是所有service的基类Service Base的实现。

首先关于基类ServiceBase的实现，通用service继承开发者不需要做很多，在Cloud Foundry的安装过程中，基类已经以Gem包的形式被安装至该类型Service Node的节点处。

要集成的service的Service Node则须集成开发者自行设计并实现。在该部分的设计实现中，除了基本的配置初始化，添加周期任务，连接消息中间件只为，最为重要的就是如何与更底层的service server的通信，这体现在provision与bind等方法的具体实现上。如果底层service server对外暴露接口，则调用接口的具体实现就在provision和bind等方法中。

2.2.2 Service Gateway实现

ServiceGateway的功能主要是从Cloud Controller处接收对于service instance的操作请求，将请求进行初步处理，通过处理后的结果，给相应的Service Node发送对于service instance的操作请求。

ServiceGateway的实现主要包括两个层次，一个层次是该类型service的Service Gateway模块实现，另一个层次是所有service的基类Service Base的实现。

所以通用service的ServiceGateway的实现，是由相应的Service Gateway创建一个继承Service Base的类。传统的关系型数据库以及NoSQL数据库服务，由于业务逻辑的缘故，只需要继承所有的Service Base类中的方法，即可实现所有的Service Gateway功能。

但是当继承某一项service的时候，由于service概念的差异，在ServiceGateway处具体实现的时候，并不是按着Service Base的业务逻辑来运行，所以需要在该类型service的Service Gateway处进行重写方法，或者新增方法实现。

2.2.3 Service Node与Service Gateway的启动

一旦将需要集成的service的Service Node和ServiceGateway设计完成并实现后，则需要将这两个组件的启动添加到Cloud Foundry。

这一部分所需要做的工作并不多，主要还是让Cloud Foundry在启动组件的时候，检测到集成进去的service的Service Node以及Service Gateway。并到相应的目录下，找到Service Node和Service Gateway的启动脚本并执行。以上为启动流程，停止等操作也是相同的原理。

CloudFoundry中注册的组件在vcap_components.json文件中，路径为：~/cloudfoundry/.deployment/devbox/config/vcap_components.json。在其中添加需要继承service的Service Node和ServiceGateway。

另外在执行的时候，CloudFoundry会执行vcap_components.rb文件。在该文件中，有具体启动时，需要启动的组件，则在该部分添加需要的Service Node和Service Gateway。具体代码如下：

## services: gateways & nodes
%w(redis mysql mongodb rabbitmq postgresql vblob neo4j memcached couchdb elasticsearch filesystem).each do |service|
  ServiceComponent.register("#{service}_gateway")
end  

%w(redis mysql mongodb rabbitmq postgresql vblob neo4j memcached couchdb elasticsearch).each do |service|
 ServiceComponent.register("#{service}_node")
end  

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