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Apollo - 概述

内容

Apollo

Apollo - A reliable configuration management system

https://github.com/ctripcorp/apollo

Apollo（阿波罗）是携程框架部门研发的分布式配置中心，能够集中化管理应用的不同环境、不同集群的配置，配置修改后能够实时推送到应用端，并且具备规范的权限、流程治理等特性，适用于微服务配置管理场景。

Apollo包括服务端和客户端两部分：

服务端基于Spring Boot和Spring Cloud开发，打包后可以直接运行，不需要额外安装Tomcat等应用容器。

Java客户端不依赖任何框架，能够运行于所有Java运行时环境，同时对Spring/Spring Boot环境也有较好的支持。

什么是配置

既然Apollo定位于配置中心，那么在这里有必要先简单介绍一下什么是配置。

应用程序在启动和运行的时候往往需要读取一些配置信息，配置基本上伴随着应用程序的整个生命周期，比如：数据库连接参数、启动参数等。

配置主要有以下几个特点：

  • 配置是独立于程序的只读变量
    • 配置首先是独立于程序的，同一份程序在不同的配置下会有不同的行为；
    • 其次，配置对于程序是只读的，程序通过读取配置来改变自己的行为，但是程序不应该去改变配置；
    • 常见的配置有：DB Connection Str、Thread Pool Size、Buffer Size、Request Timeout、Feature Switch、Server Urls等。
  • 配置伴随应用的整个生命周期
    • 配置贯穿于应用的整个生命周期，应用在启动时通过读取配置来初始化，在运行时根据配置调整行为。比如：启动时需要读取服务的端口号、系统在运行过程中需要读取定时策略执行定时任务等。
  • 配置可以有多种加载方式
    • 常见的有程序内部硬编码，配置文件，环境变量，启动参数，基于数据库等
  • 配置需要治理
    • 权限控制
      • 由于配置能改变程序的行为，不正确的配置甚至能引起灾难，所以对配置的修改必须有比较完善的权限控制
    • 不同环境、集群配置管理：
      • 同一份程序在不同的环境（开发，测试，生产）、不同的集群（如不同的数据中心）经常需要有不同的配置，所以需要有完善的环境、集群配置管理
    • 框架类组件配置管理
      • 还有一类比较特殊的配置 - 框架类组件配置，比如CAT客户端的配置。
      • 虽然这类框架类组件是由其他团队开发、维护，但是运行时是在业务实际应用内的，所以本质上可以认为框架类组件也是应用的一部分。
      • 这类组件对应的配置也需要有比较完善的管理方式。

什么是配置中心

传统单体应用存在一些潜在缺陷：

  • 随着规模的扩大，部署效率降低，团队协作效率差，系统可靠性变差，维护困难，新功能上线周期长等。

因此，迫切需要一种新的架构去解决这些问题，而微服务（ microservices ）架构正是当下一种流行的解法。

  • 不过，解决一个问题的同时，往往会诞生出很多新的问题，所以微服务化的过程中伴随着很多的挑战，其中一个挑战就是有关服务（应用）配置的。
  • 当系统从一个单体应用，被拆分成分布式系统上一个个服务节点后，配置文件也必须跟着迁移（分割），这样配置就分散了，不仅如此，分散中还包含着冗余，如下图：

配置文件冗余

配置中心将配置从应用中剥离出来，统一管理，优雅的解决了配置的动态变更、持久化、运维成本等问题。

  • 应用自身既不需要去添加管理配置接口，也不需要自己去实现配置的持久化，更不需要引入“定时任务”以便降低运维成本。
  • 总得来说，配置中心就是一种统一管理各种应用配置的基础服务组件。

在系统架构中，配置中心是整个微服务基础架构体系中的一个组件，如下图，它的功能看上去并不起眼，无非就是配置的管理和存取，但它是整个微服务架构中不可或缺的一环。

配置中心

集中管理配置，那么就要将应用的配置作为一个单独的服务抽离出来了，同理也需要解决新的问题，比如：版本管理（为了支持回滚），权限管理等。

总结一下，在传统巨型单体应用纷纷转向细粒度微服务架构的历史进程中，配置中心是微服务化不可缺少的一个系统组件，在这种背景下中心化的配置服务即配置中心应运而生，一个合格的配置中心需要满足：

  • 配置项容易读取和修改
  • 添加新配置简单直接
  • 支持对配置的修改的检视以把控风险
  • 可以查看配置修改的历史记录
  • 不同部署环境支持隔离

主流配置中心

目前市面上用的比较多的配置中心有：

  1. Disconf (opens new window)

    2014年7月百度开源的配置管理中心，专注于各种「分布式系统配置管理」的「通用组件」和「通用平台」, 提供统一的「配置管理服务」。目前已经不再维护更新。

  2. Spring Cloud Config (opens new window)

    2014年9月开源，Spring Cloud 生态组件，可以和Spring Cloud体系无缝整合。

  3. Apollo (opens new window)

    2016年5月，携程开源的配置管理中心，能够集中化管理应用不同环境、不同集群的配置，配置修改后能够实时推送到应用端，并且具备规范的权限、流程治理等特性，适用于微服务配置管理场景。

  4. Nacos (opens new window)

    2018年6月，阿里开源的配置中心，也可以做DNS和RPC的服务发现。

功能特性对比

由于Disconf不再维护，下面主要对比一下Spring Cloud Config、Apollo和Nacos。

功能点 Spring Cloud Config Apollo Nacos
配置实时推送 支持(Spring Cloud Bus) 支持(HTTP长轮询1s内) 支持(HTTP长轮询1s内)
版本管理 支持(Git) 支持 支持
配置回滚 支持(Git) 支持 支持
灰度发布 支持 支持 不支持
权限管理 支持(依赖Git) 支持 不支持
多集群 支持 支持 支持
多环境 支持 支持 支持
监听查询 支持 支持 支持
多语言 只支持Java 主流语言，提供了Open API 主流语言，提供了Open API
配置格式校验 不支持 支持 支持
单机读(QPS) 7(限流所致) 9000 15000
单击写(QPS) 5(限流所致) 1100 1800
3节点读(QPS) 21(限流所致) 27000 45000
3节点写(QPS) 5限流所致() 3300 5600

Apollo特性

Apollo作为一个有治理能力的配置发布平台，目前提供了以下的特性：

  • 统一管理不同环境、不同集群的配置
    • Apollo提供了一个统一界面集中式管理不同环境（environment）、不同集群（cluster）、不同命名空间（namespace）的配置。
    • 同一份代码部署在不同的集群，可以有不同的配置，比如zookeeper的地址等
    • 通过命名空间（namespace）可以很方便地支持多个不同应用共享同一份配置，同时还允许应用对共享的配置进行覆盖
  • 配置修改实时生效（热发布）
    • 用户在Apollo修改完配置并发布后，客户端能实时（1秒）接收到最新的配置，并通知到应用程序
  • 版本发布管理
    • 所有的配置发布都有版本概念，从而可以方便地支持配置的回滚
  • 灰度发布
    • 支持配置的灰度发布，比如点了发布后，只对部分应用实例生效，等观察一段时间没问题后再推给所有应用实例
  • 权限管理、发布审核、操作审计
    • 应用和配置的管理都有完善的权限管理机制，对配置的管理还分为了编辑和发布两个环节，从而减少人为的错误。
    • 所有的操作都有审计日志，可以方便地追踪问题
  • 客户端配置信息监控
    • 可以在界面上方便地看到配置在被哪些实例使用
  • 提供Java和.Net原生客户端
    • 提供了Java和.Net的原生客户端，方便应用集成
    • 支持Spring Placeholder, Annotation和Spring Boot的ConfigurationProperties，方便应用使用（需要Spring 3.1.1+）
    • 同时提供了Http接口，非Java和.Net应用也可以方便地使用
  • 提供开放平台API
    • Apollo自身提供了比较完善的统一配置管理界面，支持多环境、多数据中心配置管理、权限、流程治理等特性。不过Apollo出于通用性考虑，不会对配置的修改做过多限制，只要符合基本的格式就能保存，不会针对不同的配置值进行针对性的校验，如数据库用户名、密码，Redis服务地址等
    • 对于这类应用配置，Apollo支持应用方通过开放平台API在Apollo进行配置的修改和发布，并且具备完善的授权和权限控制
  • 部署简单
    • 配置中心作为基础服务，可用性要求非常高，这就要求Apollo对外部依赖尽可能地少
    • 目前唯一的外部依赖是MySQL，所以部署非常简单，只要安装好Java和MySQL就可以让Apollo跑起来
    • Apollo还提供了打包脚本，一键就可以生成所有需要的安装包，并且支持自定义运行时参数

核心概念

  1. application (应用)

    • 实际使用配置的应用，Apollo客户端在运行时需要知道当前应用是谁，从而可以去获取对应的配置。

    • 关键字：appId

  2. environment (环境)

    • 配置对应的环境，Apollo客户端在运行时需要知道当前应用处于哪个环境，从而可以去获取应用的配置
    • 关键字：env

  3. cluster (集群)

    • 一个应用下不同实例的分组，比如典型的可以按照数据中心分，把上海机房的应用实例分为一个集群，把北京机房的应用实例分为另一个集群。

    • 关键字：cluster

  4. namespace (命名空间)

    • 一个应用下不同配置的分组，可以简单地把namespace类比为文件，不同类型的配置存放在不同的文件中，如数据库配置文件，RPC配置文件，应用自身的配置文件等

    • 关键字：namespaces

它们的关系如下图所示：

关系图

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