How Dapr Works

那Dapr如何簡(jiǎn)化分布式應(yīng)用的開(kāi)發(fā)呢？下面我們來(lái)看一看Dapr的主要特性。

一圖勝千言：Dapr通過(guò)以HTTP/gRPC API這種與語(yǔ)言無(wú)關(guān)的方式暴露封裝的分布式能力供應(yīng)用調(diào)用，從而支持使用任意語(yǔ)言或框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)集成。目前官方已經(jīng)提供了Go，Node，Python，.NET，Java， C++，PHP，Rust，Javascript的Sdk，簡(jiǎn)化Dapr的集成。

其中Dapr的核心構(gòu)建塊（Building Block）就是用來(lái)提供各種不同的分布式能力，我們來(lái)分別看一看。

「1. Service-to-service invocation（服務(wù)調(diào)用）」提到跨服務(wù)方法調(diào)用，這個(gè)大家肯定會(huì)想，這簡(jiǎn)單啊，不就是服務(wù)暴露API就好了嘛。是，但不完全是。比如nodeapp暴露了一個(gè)API：http://10.0.0.2:8000/neworder，按照傳統(tǒng)的方式，直接HTTP POST這個(gè)API訪問(wèn)就得了，但在Dapr中，其提供了服務(wù)間方法調(diào)用的接口規(guī)范，需要按照POST/GET/PUT/DELETE http://localhost:<daprPort>/v1.0/invoke/<appId>/method/<method-name> 的格式進(jìn)行訪問(wèn)。那假設(shè)pythonapp需要訪問(wèn)nodeapp的方法，就需要POST一個(gè)請(qǐng)求到http://localhost:3500/v1.0/invoke/nodeapp/method/neworder。你可能會(huì)想為何多此一舉呢？此舉的意義何在呢？目的很簡(jiǎn)單，就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)間網(wǎng)絡(luò)通信的控制以完成諸如服務(wù)發(fā)現(xiàn)、流量控制、重試熔斷、安全訪問(wèn)等，而這相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)控制功能就是集成在Dapr的Sidecar中，以對(duì)應(yīng)用透明的方式集成進(jìn)來(lái)的。整體的服務(wù)調(diào)用流程如下圖所示：

PS：如果對(duì)Istio熟悉的同學(xué)需要注意，二者雖然都是通過(guò)Sidecar的模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制，但二者是有有區(qū)別的。Dapr是以API的方式，而Istio是以代理的方式（不改變HTTP請(qǐng)求URI)。

「2. State management（狀態(tài)管理）」在進(jìn)行微服務(wù)開(kāi)發(fā)時(shí)，繞不開(kāi)的話題就是服務(wù)間的狀態(tài)共享、并發(fā)一致性問(wèn)題。對(duì)于狀態(tài)共享，你可能會(huì)說(shuō)，各個(gè)服務(wù)連接到同一個(gè)Redis實(shí)例就OK了。是，但不得不考慮潛在的更新沖突的問(wèn)題。Dapr 以更友好的HTTP API的方式進(jìn)行狀態(tài)的存儲(chǔ)和讀取，同時(shí)支持通過(guò)ETags進(jìn)行并發(fā)控制，并支持通過(guò)選項(xiàng)設(shè)置并發(fā)和一致性行為。

• 存儲(chǔ)： POST http://localhost:<daprPort>/v1.0/state/<storename>

• 讀取： GET http://localhost:<daprPort>/v1.0/state/<storename>/<key>

• 刪除：DELETE http://localhost:<daprPort>/v1.0/state/<storename>/<key>

以下是保存狀態(tài)的舉例：

• concurrency用于指定并發(fā)選項(xiàng)：first-write-wins/last-write-wins（以第一次寫(xiě)入為準(zhǔn)/以最后一次寫(xiě)入為準(zhǔn)），默認(rèn)以最后一次寫(xiě)入為準(zhǔn)。

• consistency用于指定一致性選項(xiàng)：strong/eventual（強(qiáng)一致性/最終一致性），默認(rèn)為最終一致性。

curl?-X?POST?http://localhost:3500/v1.0/state/starwars?\
??-H?"Content-Type:?application/json"?\
??-d?'[
????????{
??????????"key":?"weapon",
??????????"value":?"DeathStar",
??????????"etag":?"xxxxx",
??????????"options":?{
????????????"concurrency":?"first-write",
????????????"consistency":?"strong"
??????????}
????????}
??????]'


目前支持使用Azure CosmosDB、 Azure SQL Server、 PostgreSQL,、AWS DynamoDB、Redis 作為狀態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)。

「3. Publish and subscribe（消息發(fā)布及訂閱）」發(fā)布訂閱模式，老生常談了，主要是用于微服務(wù)間基于消息進(jìn)行相互通信。你可能也會(huì)說(shuō)，這也要拿出來(lái)說(shuō)，我搞個(gè)RabbitMQ/RocketMQ就是了。是的，但我還是要說(shuō)，Dapr提供了一致性的消息發(fā)布、訂閱API，而無(wú)需關(guān)注具體使用的是何種Message Broker，從而和底層基礎(chǔ)設(shè)施解耦。

• 發(fā)布：POST http://localhost:<daprPort>/v1.0/publish/<pubsubname>/<topic>[?<metadata>]

• 獲取可訂閱主題：GET http://localhost:<appPort>/dapr/subscribe

• 訂閱：POST http://localhost:<appPort>/<path>

「4. Resource bindings and triggers （資源綁定及事件觸發(fā)）」Dapr的Bindings與Azure Functions很類似，其是建立在事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的基礎(chǔ)之上的。通過(guò)建立觸發(fā)器與資源的綁定，可以從任何外部源（例如數(shù)據(jù)庫(kù)，隊(duì)列，文件系統(tǒng)等）接收和發(fā)送事件，而無(wú)需借助消息隊(duì)列，即可實(shí)現(xiàn)靈活的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。Dapr的Bindings分為兩種：

1. Input Bindings（輸入綁定）：當(dāng)外部資源的事件發(fā)生時(shí)，借助輸入綁定，你的應(yīng)用即可通過(guò)特定的API：POST http://localhost:<appPort>/<name>收到外部資源的事件，用于處理特定邏輯。

2. Output Bindings（輸出綁定）：輸出綁定允許你調(diào)用外部資源。比如，在訂單處理場(chǎng)景中，在訂單創(chuàng)建成功后，可以將訂單信息通過(guò)Dapr的綁定API：POST/PUT http://localhost:<daprPort>/v1.0/bindings/<name>輸出到Kafka特定隊(duì)列上。

「5. Actors」Dapr中的Actor模型，和Orleans的Virtual Actor一脈相傳，之前寫(xiě)過(guò)一篇文章Orleans 知多少 | .NET Core 分布式框架介紹過(guò)。簡(jiǎn)單來(lái)講：Actor模型 = 狀態(tài) + 行為 + 消息。一個(gè)應(yīng)用/服務(wù)由多個(gè)Actor組成，每個(gè)Actor都是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行單元，擁有隔離的運(yùn)行空間，在隔離的空間內(nèi)，其有獨(dú)立的狀態(tài)和行為，不被外界干預(yù)，Actor之間通過(guò)消息進(jìn)行交互，而同一時(shí)刻，每個(gè)Actor只能被單個(gè)線程執(zhí)行，這樣既有效避免了數(shù)據(jù)共享和并發(fā)問(wèn)題，又確保了應(yīng)用的伸縮性。

Actor模型大大簡(jiǎn)化了并發(fā)編程的復(fù)雜度，Dapr在Actor運(yùn)行時(shí)中提供了許多功能，包括并發(fā)控制，狀態(tài)管理，生命周期管理如Actor的激活/停用以及用于喚醒Actor的Timer(計(jì)時(shí)器)和Reminder(提醒)。這些功能同樣也是通過(guò)API的方式予以提供。

• 調(diào)用Actor 方法：POST/GET/PUT/DELETE http://localhost:3500/v1.0/actors/<actorType>/<actorId>/method/<method>

• 創(chuàng)建 Timer：POST/PUT http://localhost:3500/v1.0/actors/<actorType>/<actorId>/timers/<name>

• 創(chuàng)建 Reminder：POST/PUT http://localhost:3500/v1.0/actors/<actorType>/<actorId>/reminders/<name>

「6. Observability（遙測(cè)）」Dapr記錄指標(biāo)，日志，鏈路以調(diào)試和監(jiān)視Dapr和用戶應(yīng)用的運(yùn)行狀況。 Dapr支持分布式跟蹤，其使用W3C跟蹤上下文標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)放式遙測(cè)技術(shù)，可以輕松地診斷在生產(chǎn)環(huán)境中服務(wù)間的網(wǎng)絡(luò)調(diào)用，并發(fā)送到不同的監(jiān)視工具，如Prometheus。

「7. Secrets（安全）」Dapr 提供了Secret管理，不過(guò)不同于K8S中的Secret，其支持與公有云和本地的Secret存儲(chǔ)集成，以供應(yīng)用檢索使用。

What Can We Do With Dapr

了解了Dapr是什么，以及其提供的特性，那Dapr的應(yīng)用場(chǎng)景就一目了然了。也就是官網(wǎng)首頁(yè)的Slogan：Simplify cloud-native application development--Focus on your application’s core logic and keep your code simple and portable。簡(jiǎn)化云原生應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，確保應(yīng)用專注于業(yè)務(wù)，并保證代碼簡(jiǎn)單可移植。

因此，在考慮云原生應(yīng)用開(kāi)發(fā)的技術(shù)選型時(shí)，盡情嘗試吧，目前在國(guó)內(nèi)阿里云也已采用。

Last

在云原生如火如荼發(fā)展之際，Dapr V1.0 的正式發(fā)布，為開(kāi)發(fā)者指明了云原生時(shí)代微服務(wù)的開(kāi)發(fā)方向。相信Dapr 在未來(lái)的微服務(wù)架構(gòu)選型中必將占有一席之地！

Dapr 是一個(gè)可移植的、事件驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行時(shí)，它使任何開(kāi)發(fā)人員能夠輕松構(gòu)建出彈性的、無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)的應(yīng)用程序，并可運(yùn)行在云平臺(tái)或邊緣計(jì)算中，它同時(shí)也支持多種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)框架。

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參考：什么是分布式系統(tǒng)，如何學(xué)習(xí)分布式系統(tǒng)Mecha：將Mesh進(jìn)行到底

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