Dapr[1] 分布式应用运行时 Distributed Application Runtime 的首字母缩写。有关多运行时,可以看下 Bilgin Ibryam 的 Multi-Runtime Microservices Architecture[2],不想看英文的可以看下我之前的翻译。
Dapr 是一个分布式系统工具包,通过提供 API 实现应用程序与外围组件的解耦合,让开发人员更加聚焦于业务逻辑的研发。解耦也是与传统 SDK 的很大区别,能力不再是通过应用程序中加入库的方式提供,而是通过应用附近的边车(sidecar)运行时提供(sidecar 不是广为人知的服务网格 sidecar - pod 中的容器,而是广泛使用在系统软件设计中的一种模式,比如操作系统的 initd、日志采集组件,甚至是 Java 中的多线程。)。因此这里说的 Dapr sidecar 可能是个独立的进程,也可能是 pod 中的一个容器。
在 Dapr 中我们可以看到很多常见 SDK 的能力:
- 如 SpringCloud、Netflix OSS 的 服务调用[3],以及超时、熔断、重试等 弹性策略[4]
- 如 Spring Data KeyValue 一样提供 状态存储[5] 的抽象,简化各种持久存储的访问
- 如 Kafka、NATS、MQTT 等消息代理,提供 发布/订阅[6] 抽象供服务通过消息进行通信
- 如 Kafka、MQTT、RabbitMQ 提供以事件触发应用的抽象:绑定[7]
- 如 Redis 一样的 分布式锁[8]
- 如 Consul、Kubernetes 等的 名称解析[9]
- ...
以上能力都是通过 HTTP 和 gRPC API 暴露给应用,这些 API 在 Dapr 中被叫做 构建块[10](building blocks),并且也 仅提供抽象,也就是说你可以随意替换底层实现(Dapr 中也叫做 组件[11])而无需修改任何应用代码。
比如你的应用需要在存储中保存状态,在开发时可以使用 内存[12] 作为存储组件,其他环境中可以使用 Mysql[13]、Redis[14] 等持久化组件。
接下来,就借助官方的入门指南体验 Dapr 的。Dapr 提供了 多种入门指南[15],这里我选了其中的 hello-kubernetes[16],但实际操作可能与官方有些许差异,也正式这些差异能让(坑)我对 Dapr 有更多的了解。
环境
安装 Dapr CLI
Dapr CLI 是操作 Dapr 的工具,对可以用来安装、管理 Dapr 实例,以及进行 debug。参考官方的 安装文档[17],我使用的是 macOS 选择 homebrew 来安装。
目前最新的版本是 1.9.1。
创建 Kubernetes 集群
使用 k3s v1.23.8+k3s2 作为实验环境集群。
安装 Dapr
执行下面的命令将 Dapr 安装到集群中。
检查组件是否正常运行。在 Kubernetes 环境下,我们的很多命令都要使用 --kubernetes 或者 -k 参数。
示例应用
环境部署好之后,我们来看下要用的示例应用。
示例中包含了 2 个应用 pythonapp 和 nodeapp,以及 Redis。
- nodeapp 提供 HTTP 端点来创建和查询订单,订单信息保存在 Redis 中
- pythonapp 会持续访问 nodeapp 的 HTTP 端点来创建订单
用到了 Dapr 的两个功能:服务调用和状态存储。
创建应用命名空间
应用将部署在 dpar-test 命名空间下。
状态存储
状态存储使用 Redis,先部署 Redis 到命名空间 store 下。简单起见,只使用单 master 节点,并设置密码 changeme。
创建组件
由于 Redis 设置了密码,需要为 Dapr 提供访问 Redis 的密码,通过 Secret 来传递。Secret 保存在 dapr-test 下。
根据 Redis store 规范[18] 在 dapr-test 下创建组件 statetore:
- 组件类型 type 为 state.redis
- 版本 versinotallow=v1
- 访问地址 redisHost=redis-master.store:6379
- Redis 的访问密码从秘钥 redis 的键 redis-password 获取
- auth.secretStore 指定秘钥存储的类型是 `Kubernetes`[19]
访问状态存储
通过 Dapr API 访问状态存储[20],请求格式:POST http://localhost:<daprPort>/v1.0/state/<storename>。
下面截取了 nodeapp 中的部分代码,stateStoreName 就是上面创建的 statestore。应用和组件位于同一命名空间下,直接只用 statestore;否则,就要代码组件所在的命名空间 storeName.storeNamespace(由于代码中硬编码了组件名 statestore,所以在同命名空间下创建组件)。
服务调用
调用方 pythonapp 的代码。
- 通过 sidecar daprd 的地址 localhost 和端口 3500 访问 HTTP API。
- 在请求头中通过 dapr-app-id 指定目标应用 id nodeapp。应用 id 是通过 Kubernetes 注解 dapr.io/app-id 来设置的,更多注解可参考 文档[21]。
- 目标方法名通过请求路径来指定:/neworder
部署应用
检查 node 容器的日志,可以接收到了来自 pythonapp 的请求,并成功持久化存储了订单。
Debug
原本官方的指南是将 Redis 和应用部署在同一个命名空间中,加上 nodeapp 中硬编码了存储组件名。而我实验的时候讲 Redis 部署在了另一个空间下,检查 node 容器日志时看到的是:
daprd 容器中,只有下面的日志。
通过为 nodeapp 的 pod 添加注解 dapr.io/log-level="debug" 让 daprd 容器输出 debug 日志。
更多 Debug 方式,参考官方的 Troubleshooting 文档[22]。
总结
Dapr 提供了与传统 SDK 方式完成不同的方法来实现系统集成,让开发者可以专注于业务逻辑,而无需考虑底层的实现;对组织来说,应用变得更加便携,可以使用不同的云环境。
但是 Dapr 本身无法跨云跨集群,社区正在考虑与服务网格集成来实现混合多云环境下的服务调用,大家可以期待一下。
参考资料
[1] Dapr: https://dapr.io
[2] Multi-Runtime Microservices Architecture: https://www.infoq.com/articles/multi-runtime-microservice-architecture/
[3] 服务调用: https://docs.dapr.io/developing-applications/building-blocks/service-invocation/
[4] 弹性策略: https://docs.dapr.io/operations/resiliency/policies/
[5] 状态存储: https://docs.dapr.io/developing-applications/building-blocks/state-management/
[6] 发布/订阅: https://docs.dapr.io/developing-applications/building-blocks/pubsub/
[7] 绑定: https://docs.dapr.io/developing-applications/building-blocks/bindings/
[8] 分布式锁: https://docs.dapr.io/developing-applications/building-blocks/distributed-lock/distributed-lock-api-overview/
[9] 名称解析: https://docs.dapr.io/reference/components-reference/supported-name-resolution/
[10] 构建块: https://docs.dapr.io/concepts/building-blocks-concept/
[11] 组件: https://docs.dapr.io/concepts/components-concept/
[12] 内存: https://docs.dapr.io/reference/components-reference/supported-state-stores/setup-inmemory/
[13] Mysql: https://docs.dapr.io/reference/components-reference/supported-state-stores/setup-mysql/
[14] Redis: https://docs.dapr.io/reference/components-reference/supported-state-stores/setup-redis/
[15] 多种入门指南: https://github.com/dapr/quickstarts/tree/master/tutorials
[16] hello-kubernetes: https://github.com/dapr/quickstarts/tree/master/tutorials/hello-kubernetes
[17] 安装文档: https://docs.dapr.io/getting-started/install-dapr-cli/
[18] Redis store 规范: https://docs.dapr.io/reference/components-reference/supported-state-stores/
[19] Kubernetes: https://docs.dapr.io/reference/components-reference/supported-secret-stores/kubernetes-secret-store/
[20] Dapr API 访问状态存储: https://docs.dapr.io/reference/api/state_api/#save-state
[21] 文档: https://docs.dapr.io/reference/arguments-annotations-overview/
[22] Troubleshooting 文档: https://docs.dapr.io/operations/troubleshooting/