前言

　　分布式云應(yīng)用(也叫微服務(wù))在大行其道的同時(shí)，也給應(yīng)用本身的設(shè)計(jì)和運(yùn)維帶來(lái)巨大的復(fù)雜性。以前單體服務(wù)時(shí)代，尚可將這種復(fù)雜性隱藏于自身內(nèi)部，而到了微服務(wù)時(shí)代，這種復(fù)雜性幾乎擴(kuò)散到了成百上千個(gè)“松耦合”的服務(wù)上面。盡管每個(gè)微服務(wù)都可以使用不同的語(yǔ)言構(gòu)建，也可以快速地橫向擴(kuò)展，但他們作為一個(gè)整體，相比于單體服務(wù)，分布式的特性常常會(huì)帶來(lái)規(guī)劃、部署和安全上的難題。

　　這些問(wèn)題也給云原生應(yīng)用的管理和發(fā)展帶來(lái)挑戰(zhàn)。我們不禁要思考，怎樣才能確保云原生應(yīng)用的持續(xù)健康，如何才能取其精華，去其糟粕，既保持面向服務(wù)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)不增加開(kāi)發(fā)維護(hù)等成本?

　　還好在微服務(wù)之前就遇到過(guò)類似的問(wèn)題，對(duì)于如何治理錯(cuò)綜復(fù)雜的組件關(guān)系網(wǎng)，經(jīng)過(guò)幾十年的積累，開(kāi)發(fā)者們已經(jīng)提煉出了一套通用的解決方案：依賴管理(Dependency Management)。

　　其實(shí)我們每天都在使用依賴管理器提供的公共或者私有的軟件包，在這些包的基礎(chǔ)之上增加自己的功能，最后再精心地打包為標(biāo)準(zhǔn)格式以供后續(xù)使用。筆者認(rèn)為依賴管理正是釋放分布式應(yīng)用強(qiáng)大能力的關(guān)鍵，現(xiàn)在是時(shí)候引入依賴管理機(jī)制來(lái)推動(dòng)云原生技術(shù)的發(fā)展了，具體來(lái)說(shuō)，有以下5點(diǎn)原因。

　　1.開(kāi)發(fā)者之間的相互協(xié)作

　　NPM, Pip, Maven等依賴管理器最重要的作用之一，就是促進(jìn)了開(kāi)發(fā)者之間的相互協(xié)作。通過(guò)提供一套統(tǒng)一的打包管理機(jī)制，依賴管理器可以讓你的代碼被其他團(tuán)隊(duì)使用或者增強(qiáng)。此外，不僅在企業(yè)內(nèi)部團(tuán)隊(duì)之間，我們也看到了依賴管理大范圍地用于促進(jìn)開(kāi)源社區(qū)上的協(xié)作。工具的一致性和使用的廣泛性也使我們能夠創(chuàng)建強(qiáng)大易得的軟件庫(kù)，從而供所有人使用并在其上進(jìn)行構(gòu)建。

　　這種級(jí)別的協(xié)作已經(jīng)在各個(gè)語(yǔ)言社區(qū)中實(shí)現(xiàn)，比如JavaScript的NPM，Python的Pip等，但在云原生社區(qū)里還沒(méi)有成型的落地方案。雖然有Docker定義了云服務(wù)打包的規(guī)范，但各種容器方案還缺乏足夠的信息去解析和拓展服務(wù)間的依賴關(guān)系。如果我們希望微服務(wù)也能實(shí)現(xiàn)這種協(xié)作效果，就像各個(gè)語(yǔ)言對(duì)軟件庫(kù)做的那樣，就非常有必要增加合適的依賴管理機(jī)制，使其能檢索并處理各個(gè)終端服務(wù)之間的關(guān)系。

　　2.環(huán)境的自服務(wù)

　　依賴管理器的協(xié)作效果并不能憑空產(chǎn)生，而是得益于統(tǒng)一的依賴解析。統(tǒng)一的依賴解析之所以強(qiáng)大，主要是因?yàn)槭澜绺鞯氐拈_(kāi)發(fā)者都能夠使用相同的命令和程序來(lái)重現(xiàn)他們的效果?？芍貜?fù)性(Reproducibility)是依賴管理器的一個(gè)關(guān)鍵要素，缺少了這個(gè)要素，如果沒(méi)有定制復(fù)雜的啟動(dòng)邏輯，開(kāi)發(fā)者們就不能方便地下載和操作其他人創(chuàng)建的庫(kù)和包，而這些將增加開(kāi)發(fā)成本，成為大規(guī)模采用和分發(fā)的巨大障礙。

　　在這方面，微服務(wù)與各種語(yǔ)言庫(kù)之間沒(méi)有太大的差別。我們擴(kuò)展他人工作的成果，取決于我們可以運(yùn)行或調(diào)用期望的服務(wù)和應(yīng)用程序的能力。目前，我們已經(jīng)可以通過(guò)沙盒環(huán)境，集中QA的形式來(lái)完成任務(wù)，但還無(wú)法真正做到環(huán)境的完全重現(xiàn)，從而會(huì)產(chǎn)生一系列的問(wèn)題。由于依賴他人的服務(wù)無(wú)法輕松交付，開(kāi)發(fā)者并沒(méi)有完全操控自己的開(kāi)發(fā)環(huán)境的能力，需要被迫編寫(xiě)自己的腳本來(lái)本地或者遠(yuǎn)程地運(yùn)行他人的應(yīng)用程序，同時(shí)每個(gè)團(tuán)隊(duì)都需要開(kāi)發(fā)生產(chǎn)級(jí)別的工具，自行保證網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題和安全問(wèn)題。

　　如果擁有統(tǒng)一的依賴關(guān)系管理解決方案，每個(gè)團(tuán)隊(duì)只需要聲明其服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)依賴關(guān)系，即可為組織中的每個(gè)人提供相同的方式來(lái)運(yùn)行其技術(shù)棧中的服務(wù)，并同時(shí)準(zhǔn)備好服務(wù)的依賴，可以使每個(gè)開(kāi)發(fā)者真正地?fù)碛胁倏丨h(huán)境的能力。

　　3.自動(dòng)化

　　自助服務(wù)優(yōu)勢(shì)不僅僅意味著開(kāi)發(fā)者可以操控自己的環(huán)境，也意味著開(kāi)發(fā)環(huán)境可以通過(guò)程序自動(dòng)化來(lái)提供并且細(xì)化。只需使用一個(gè)命令或程序，就能實(shí)現(xiàn)依賴關(guān)系的解析、網(wǎng)絡(luò)的豐富、安全性的自動(dòng)保證，這是能否集成到CI/CD管道的關(guān)鍵。

　　如果每個(gè)服務(wù)都可以使用統(tǒng)一的機(jī)制運(yùn)行(例如，使用容器平臺(tái))并且知道自己的依賴關(guān)系，那么每次Git合并請(qǐng)求就能提供一套新的環(huán)境，并且無(wú)縫地發(fā)布到預(yù)生產(chǎn)和生產(chǎn)環(huán)境。這意味著每個(gè)團(tuán)隊(duì)都可以為每個(gè)成員和每個(gè)添加到應(yīng)用里的新服務(wù)提供非常靈活的基于Git的自動(dòng)運(yùn)維部署，即GitOps。

　　4.安全性

　　微服務(wù)架構(gòu)其中的一個(gè)安全風(fēng)險(xiǎn)，是每個(gè)服務(wù)都需要暴露API接口以提供功能的調(diào)用。由于這些服務(wù)作為單獨(dú)的進(jìn)程存在，因此通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信幾乎是服務(wù)間相互連接、接收處理請(qǐng)求的唯一方式。這意味著每個(gè)新服務(wù)都會(huì)公開(kāi)一些其他人可以訪問(wèn)的接口，如果開(kāi)發(fā)者不小心，可能會(huì)錯(cuò)誤地暴露接口給到本不允許訪問(wèn)的服務(wù)。

　　防止網(wǎng)絡(luò)接口的意外暴露是依賴管理可以大展身手的另一個(gè)領(lǐng)域。通過(guò)帶有網(wǎng)絡(luò)依賴的結(jié)構(gòu)化索引，我們不僅可以自動(dòng)解析服務(wù)間的依賴，還可以豐富環(huán)境配置，生成對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)策略來(lái)保障接口的合法訪問(wèn)，也就是說(shuō)只有相互依賴的服務(wù)才能相互訪問(wèn)。這種結(jié)構(gòu)化的方式將極大減少開(kāi)發(fā)者了解網(wǎng)絡(luò)安全工具的需求，并讓他們可以更自由地創(chuàng)建新服務(wù)。

　　5.靈活性

　　微服務(wù)或者說(shuō)分布式應(yīng)用的依賴管理的另一個(gè)好處是靈活性。一旦開(kāi)發(fā)者確定好依賴項(xiàng)并關(guān)聯(lián)到自己的服務(wù)上，解析器自己就可以在每個(gè)部署的環(huán)境中唯一地構(gòu)建好關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。想嘗試不同的API網(wǎng)關(guān)(API Gateway)或服務(wù)網(wǎng)格(Service Mesh)?想通過(guò)每個(gè)服務(wù)的入口和出口流量來(lái)進(jìn)行鏈接追蹤?通過(guò)依賴解析器的自動(dòng)化分析，開(kāi)發(fā)者可以自由地試驗(yàn)新工具和配置，而無(wú)需分散精力對(duì)現(xiàn)有的任何代碼進(jìn)行更改。

　　那為什么分布式應(yīng)用的依賴管理還沒(méi)出現(xiàn)?

　　依賴解析將是一個(gè)非常強(qiáng)大的解決方案，使得開(kāi)發(fā)者能夠相互協(xié)作并對(duì)云原生應(yīng)用做出貢獻(xiàn)，那么我們能使用現(xiàn)有的包管理器來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)嗎?盡管使用現(xiàn)有的工具也許可行，但解決網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的依賴關(guān)系和解決二進(jìn)制庫(kù)文件之間還是有著明顯的差異。

　　依賴的二進(jìn)制庫(kù)文件是在主庫(kù)文件編譯構(gòu)建時(shí)才下載的，但是微服務(wù)不會(huì)捆綁到單個(gè)二進(jìn)制文件中，它們需要作為獨(dú)立服務(wù)運(yùn)行，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接交互形成一個(gè)完整的應(yīng)用。這意味著解析有著額外的步驟，并且發(fā)生在與二進(jìn)制庫(kù)完全不同的生命周期階段。事實(shí)證明，可以正確解析分布式應(yīng)用依賴關(guān)系的最早時(shí)間是在部署階段。正是在部署時(shí)，我們既知道技術(shù)棧中所有服務(wù)間的關(guān)系，也了解正確配置和連接服務(wù)所需的工具與目標(biāo)環(huán)境細(xì)節(jié)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　總而言之，目前還很難創(chuàng)建一個(gè)大規(guī)模的解析器用于解決網(wǎng)絡(luò)依賴，但這樣做會(huì)給工程團(tuán)隊(duì)和整個(gè)云社區(qū)帶來(lái)巨大的好處。如果我們要正確引導(dǎo)云原生工具的發(fā)展方向，我們就需要從過(guò)去的依賴管理實(shí)踐中總結(jié)學(xué)習(xí)。

　　原文標(biāo)題：Why Distributed Apps Need Dependency Management，作者：David Thor