摘要：定義微服務(wù)作為客戶端調(diào)用的函數(shù)實(shí)現(xiàn)中的接口，使作為的服務(wù)端檢查是否有適合的貨輪貨物被承運(yùn)解析命令行參數(shù)作為的客戶端增加貨物并運(yùn)行更新中的貨物，塞入三個(gè)集裝箱，重量和容量都變大。

譯文鏈接：wuYin/blog
原文鏈接：ewanvalentine.io，翻譯已獲作者 Ewan Valentine 授權(quán)。

本節(jié)未細(xì)致介紹 Docker，更多可參考：《第一本Docker書 修訂版》

在上一篇中，我們使用 gRPC 初步實(shí)現(xiàn)了我們的微服務(wù)，本節(jié)將 Docker 化該微服務(wù)并引入 go-micro 框架代替 gRPC 簡化服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

占據(jù)著云計(jì)算的優(yōu)勢，微服務(wù)架構(gòu)越來越流行，同時(shí)它的云端分布式的運(yùn)行環(huán)境也對我們的開發(fā)、測試和部署提出了很高的要求，容器（container）便是一項(xiàng)解決方案。

在傳統(tǒng)軟件開發(fā)中，應(yīng)用直接部署在環(huán)境和依賴都準(zhǔn)備好的系統(tǒng)上，或在一臺物理服務(wù)器上部署在由 Chef 或 Puppet 管理的虛擬集群里。這種部署方案不利于橫向擴(kuò)展，比如要部署多臺物理服務(wù)器，需要都安裝相同的依賴，再部署，很是麻煩。

vagrant 這類管理多個(gè)虛擬機(jī)的工具，雖然使項(xiàng)目的部署更為遍歷，但每個(gè)虛擬機(jī)都運(yùn)行有一個(gè)完整的操作系統(tǒng)，十分耗費(fèi)宿主主機(jī)的資源，并不適合微服務(wù)的開發(fā)和部署。

容器 是精簡版的操作系統(tǒng)，但并不運(yùn)行一個(gè) kernel 或系統(tǒng)底層相關(guān)的驅(qū)動，它只包含一些 run-time 必需的庫，多個(gè)容器共享宿主主機(jī)的 kernel，多個(gè)容器之間相互隔離，互補(bǔ)影響?？蓞⒖迹篟edhat topic

容器的運(yùn)行環(huán)境只包含代碼所需要的依賴，而不是使用完整的操作系統(tǒng)包含一大堆不需要的組件。此外，容器本身的體積相比虛擬機(jī)是比較小的，比如對比 ubuntu 16.04 優(yōu)勢不言而喻：

虛擬機(jī)大小

容器鏡像大小

一般人會認(rèn)為容器技術(shù)就是 Docker，實(shí)則不然，Docker 只是容器技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槠洳僮骱啽闱覍W(xué)習(xí)門檻低，所以如此流行。

創(chuàng)建微服務(wù)部署的 Dockerfile

# 若運(yùn)行環(huán)境是 Linux 則需把 alpine 換成 debian
# 使用最新版 alpine 作為基礎(chǔ)鏡像
FROM alpine:latest

# 在容器的根目錄下創(chuàng)建 app 目錄
RUN mkdir /app

# 將工作目錄切換到 /app 下
WORKDIR /app

# 將微服務(wù)的服務(wù)端運(yùn)行文件拷貝到 /app 下
ADD consignment-service /app/consignment-service

# 運(yùn)行服務(wù)端
CMD ["./consignment-service"]

alpine 是一個(gè)超輕量級 Linux 發(fā)行版本，專為 Docker 中 Web 應(yīng)用而生。它能保證絕大多數(shù) web 應(yīng)用可以正常運(yùn)行，即使它只包含必要的 run-time 文件和依賴，鏡像大小只有 4 MB，相比上邊 Ubuntu16.4 節(jié)約了 99.7% 的空間：

由于 docker 鏡像的超輕量級，在上邊部署和運(yùn)行微服務(wù)耗費(fèi)的資源是很小的。

為了在 alpine 上運(yùn)行我們的微服務(wù)，向 Makefile 追加命令：

build:
    ...
    # 告知 Go 編譯器生成二進(jìn)制文件的目標(biāo)環(huán)境：amd64 CPU 的 Linux 系統(tǒng)
    GOOS=linux GOARCH=amd64 go build    
    # 根據(jù)當(dāng)前目錄下的 Dockerfile 生成名為 consignment-service 的鏡像
    docker build -t consignment-service .

需手動指定 GOOS 和 GOARCH 的值，否則在 macOS 上編譯出的文件是無法在 alpine 容器中運(yùn)行的。

其中 docker build 將程序的執(zhí)行文件 consignment-service 及其所需的 run-time 環(huán)境打包成了一個(gè)鏡像，以后在 docker 中直接 run 鏡像即可啟動該微服務(wù)。

你可以把你的鏡像分享到 DockerHub，二者的關(guān)系類比 npm 與 nodejs、composer 與 PHP，去 DockerHub 瞧一瞧，會發(fā)現(xiàn)很多優(yōu)秀的開源軟件都已 Docker 化，參考演講：Willy Wonka of Containers

關(guān)于 Docker 構(gòu)建鏡像的細(xì)節(jié)，請參考書籍《第一本 Docker 書》第四章

繼續(xù)在 Makefile 中追加命令：

build:
    ...
run:
    # 在 Docker alpine 容器的 50001 端口上運(yùn)行 consignment-service 服務(wù)
    # 可添加 -d 參數(shù)將微服務(wù)放到后臺運(yùn)行
    docker run -p 50051:50051 consignment-service

由于 Docker 有自己獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)層，所以需要指定將容器的端口映射到本機(jī)的那個(gè)端口，使用 -p 參數(shù)即可指定，比如 -p 8080:50051 是將容器 50051端口映射到本機(jī) 8080 端口，注意順序是反的。更多參考：Docker 文檔

現(xiàn)在運(yùn)行 make build && make run 即可在 docker 中運(yùn)行我們的微服務(wù)，此時(shí)在本機(jī)執(zhí)行微服務(wù)的客戶端代碼，將成功調(diào)用 docker 中的微服務(wù)：

在客戶端代碼（consignment-cli/cli.go）中，我們手動指定了服務(wù)端的地址和端口，在本地修改不是很麻煩。但在生產(chǎn)環(huán)境中，各服務(wù)可能不在同一臺主機(jī)上（分布式獨(dú)立運(yùn)行），其中任一服務(wù)重新部署后 IP 或運(yùn)行的端口發(fā)生變化，其他服務(wù)將無法再調(diào)用它。如果你有很多個(gè)服務(wù)，彼此指定 IP 和端口來相互調(diào)用，那管理起來很麻煩

為解決服務(wù)間的調(diào)用問題，服務(wù)發(fā)現(xiàn)（service discovery）出現(xiàn)了，它作為一個(gè)注冊中心會記錄每個(gè)微服務(wù)的 IP 和端口，各微服務(wù)上線時(shí)會在它那注冊，下線時(shí)會注銷，其他服務(wù)可通過名字或 ID 找到該服務(wù)類比門面模式。

為不重復(fù)造輪子，我們直接使用實(shí)現(xiàn)了服務(wù)注冊的 go-micro 框架。

go get -u github.com/micro/protobuf/proto
go get -u github.com/micro/protobuf/protoc-gen-go

使用 go-micro 自己的編譯器插件，在 Makefile 中修改 protoc 命令：

build:
    # 不再使用 grpc 插件
    protoc -I. --go_out=plugins=micro:$(GOPATH)/src/shippy/consignment-service proto/consignment/consignment.proto

你會發(fā)現(xiàn)重新生成的 consignment.pb.go 大有不同。修改服務(wù)端代碼 main.go 使用 go-micro

package main

import (
    pb "shippy/consignment-service/proto/consignment"
    "context"
    "log"
    "github.com/micro/go-micro"
)

//
// 倉庫接口
//
type IRepository interface {
    Create(consignment *pb.Consignment) (*pb.Consignment, error) // 存放新貨物
    GetAll() []*pb.Consignment                                   // 獲取倉庫中所有的貨物
}

//
// 我們存放多批貨物的倉庫，實(shí)現(xiàn)了 IRepository 接口
//
type Repository struct {
    consignments []*pb.Consignment
}

func (repo *Repository) Create(consignment *pb.Consignment) (*pb.Consignment, error) {
    repo.consignments = append(repo.consignments, consignment)
    return consignment, nil
}

func (repo *Repository) GetAll() []*pb.Consignment {
    return repo.consignments
}

//
// 定義微服務(wù)
//
type service struct {
    repo Repository
}

//
// 實(shí)現(xiàn) consignment.pb.go 中的 ShippingServiceHandler 接口
// 使 service 作為 gRPC 的服務(wù)端
//
// 托運(yùn)新的貨物
// func (s *service) CreateConsignment(ctx context.Context, req *pb.Consignment) (*pb.Response, error) {
func (s *service) CreateConsignment(ctx context.Context, req *pb.Consignment, resp *pb.Response) error {
    // 接收承運(yùn)的貨物
    consignment, err := s.repo.Create(req)
    if err != nil {
        return err
    }
    resp = &pb.Response{Created: true, Consignment: consignment}
    return nil
}

// 獲取目前所有托運(yùn)的貨物
// func (s *service) GetConsignments(ctx context.Context, req *pb.GetRequest) (*pb.Response, error) {
func (s *service) GetConsignments(ctx context.Context, req *pb.GetRequest, resp *pb.Response) error {
    allConsignments := s.repo.GetAll()
    resp = &pb.Response{Consignments: allConsignments}
    return nil
}

func main() {
    server := micro.NewService(
        // 必須和 consignment.proto 中的 package 一致
        micro.Name("go.micro.srv.consignment"),
        micro.Version("latest"),
    )

    // 解析命令行參數(shù)
    server.Init()
    repo := Repository{}
    pb.RegisterShippingServiceHandler(server.Server(), &service{repo})

    if err := server.Run(); err != nil {
        log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
    }
}

go-micro 的實(shí)現(xiàn)相比 gRPC 有 3 個(gè)主要的變化：

micro.NewService(...Option) 簡化了微服務(wù)的注冊流程， micro.Run() 也簡化了 gRPCServer.Serve()，不再需要手動創(chuàng)建 TCP 連接并監(jiān)聽。

注意看代碼中第 47、59 行，會發(fā)現(xiàn) go-micro 將響應(yīng)參數(shù) Response 提到了入?yún)?，只返?error，整合了 gRPC 的 [四種運(yùn)行模式]()

服務(wù)的監(jiān)聽端口沒有在代碼中寫死，go-mirco 會自動使用系統(tǒng)或命令行中變量 MICRO_SERVER_ADDRESS 的地址

對應(yīng)更新一下 Makefile

run:
    docker run -p 50051:50051 
     -e MICRO_SERVER_ADDRESS=:50051 
     -e MICRO_REGISTRY=mdns 
     consignment-service

-e 選項(xiàng)用于設(shè)置鏡像中的環(huán)境變量，其中 MICRO_REGISTRY=mdns 會使 go-micro 在本地使用 mdns 多播作為服務(wù)發(fā)現(xiàn)的中間層。在生產(chǎn)環(huán)境一般會使用 Consul 或 Etcd 代替 mdns 做服務(wù)發(fā)現(xiàn)，在本地開發(fā)先一切從簡。

現(xiàn)在執(zhí)行 make build && make run，你的 consignment-service 就有服務(wù)發(fā)現(xiàn)的功能了。

我們需要更新一下客戶端的代碼，使用 go-micro 來調(diào)用微服務(wù)：

func main() {
    cmd.Init()
    // 創(chuàng)建微服務(wù)的客戶端，簡化了手動 Dial 連接服務(wù)端的步驟
    client := pb.NewShippingServiceClient("go.micro.srv.consignment", microclient.DefaultClient)
    ...
}

現(xiàn)在運(yùn)行 go run cli.go 會報(bào)錯(cuò)：

因?yàn)榉?wù)端運(yùn)行在 Docker 中，而 Docker 有自己獨(dú)立的 mdns，與宿主主機(jī) Mac 的 mdns 不一致。把客戶端也 Docker 化，這樣服務(wù)端與客戶端就在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層下，順利使用 mdns 做服務(wù)發(fā)現(xiàn)。

創(chuàng)建客戶端的 Dokerfile

FROM alpine:latest
RUN mkdir -p /app
WORKDIR /app

# 將當(dāng)前目錄下的貨物信息文件 consignment.json 拷貝到 /app 目錄下
ADD consignment.json /app/consignment.json
ADD consignment-cli /app/consignment-cli

CMD ["./consignment-cli"]

創(chuàng)建文件 consignment-cli/Makefile

build:
    GOOS=linux GOARCH=amd64 go build
    docker build -t consignment-cli .
run:
    docker run -e MICRO_REGISTRY=mdns consignment-cli

執(zhí)行 make build && make run，即可看到客戶端成功調(diào)用 RPC：

注明：譯者的代碼暫時(shí)未把 Golang 集成到 Dockerfile 中，讀者有興趣可參考原文。

上邊的 consignment-service 負(fù)責(zé)記錄貨物的托運(yùn)信息，現(xiàn)在創(chuàng)建第二個(gè)微服務(wù) vessel-service 來選擇合適的貨輪來運(yùn)送貨物，關(guān)系如下：

consignment.json 文件中的三個(gè)集裝箱組成的貨物，目前可以通過 consignment-service 管理貨物的信息，現(xiàn)在用 vessel-service 去檢查貨輪是否能裝得下這批貨物。

// vessel-service/proto/vessel/vessel.proto
syntax = "proto3";

package go.micro.srv.vessel;

service VesselService {
    // 檢查是否有能運(yùn)送貨物的輪船
    rpc FindAvailable (Specification) returns (Response) {
    }
}

// 每條貨輪的熟悉
message Vessel {
    string id = 1;          // 編號
    int32 capacity = 2;     // 最大容量（船體容量即是集裝箱的個(gè)數(shù)）
    int32 max_weight = 3;   // 最大載重
    string name = 4;        // 名字
    bool available = 5;     // 是否可用
    string ower_id = 6;     // 歸屬
}

// 等待運(yùn)送的貨物
message Specification {
    int32 capacity = 1;     // 容量（內(nèi)部集裝箱的個(gè)數(shù)）
    int32 max_weight = 2;   // 重量
}

// 貨輪裝得下的話
// 返回的多條貨輪信息
message Response {
    Vessel vessel = 1;
    repeated Vessel vessels = 2;
}

現(xiàn)在創(chuàng)建 vessel-service/Makefile 來編譯項(xiàng)目：

build:
    protoc -I. --go_out=plugins=micro:$(GOPATH)/src/shippy/vessel-service proto/vessel/vessel.proto
    # dep 工具暫不可用，直接手動編譯
    GOOS=linux GOARCH=amd64 go build
    docker build -t vessel-service .

run:
    docker run -p 50052:50051 -e MICRO_SERVER_ADDRESS=:50051 -e MICRO_REGISTRY=mdns vessel-service

注意第二個(gè)微服務(wù)運(yùn)行在宿主主機(jī)（macOS）的 50052 端口，50051 已被第一個(gè)占用。

現(xiàn)在創(chuàng)建 Dockerfile 來容器化 vessel-service：

# 暫未將 Golang 集成到 docker 中
FROM alpine:latest
RUN mkdir /app
WORKDIR /app
ADD vessel-service /app/vessel-service
CMD ["./vessel-service"]

package main

import (
    pb "shippy/vessel-service/proto/vessel"
    "github.com/pkg/errors"
    "context"
    "github.com/micro/go-micro"
    "log"
)

type Repository interface {
    FindAvailable(*pb.Specification) (*pb.Vessel, error)
}

type VesselRepository struct {
    vessels []*pb.Vessel
}

// 接口實(shí)現(xiàn)
func (repo *VesselRepository) FindAvailable(spec *pb.Specification) (*pb.Vessel, error) {
    // 選擇最近一條容量、載重都符合的貨輪
    for _, v := range repo.vessels {
        if v.Capacity >= spec.Capacity && v.MaxWeight >= spec.MaxWeight {
            return v, nil
        }
    }
    return nil, errors.New("No vessel can"t be use")
}

// 定義貨船服務(wù)
type service struct {
    repo Repository
}

// 實(shí)現(xiàn)服務(wù)端
func (s *service) FindAvailable(ctx context.Context, spec *pb.Specification, resp *pb.Response) error {
    // 調(diào)用內(nèi)部方法查找
    v, err := s.repo.FindAvailable(spec)
    if err != nil {
        return err
    }
    resp.Vessel = v
    return nil
}

func main() {
    // 停留在港口的貨船，先寫死
    vessels := []*pb.Vessel{
        {Id: "vessel001", Name: "Boaty McBoatface", MaxWeight: 200000, Capacity: 500},
    }
    repo := &VesselRepository{vessels}
    server := micro.NewService(
        micro.Name("go.micro.srv.vessel"),
        micro.Version("latest"),
    )
    server.Init()

    // 將實(shí)現(xiàn)服務(wù)端的 API 注冊到服務(wù)端
    pb.RegisterVesselServiceHandler(server.Server(), &service{repo})

    if err := server.Run(); err != nil {
        log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
    }
}

現(xiàn)在需要修改 consignent-service/main.go，使其作為客戶端去調(diào)用 vessel-service，查看有沒有合適的輪船來運(yùn)輸這批貨物。

// consignent-service/main.go
package main

import (...)


// 定義微服務(wù)
type service struct {
    repo Repository
    // consignment-service 作為客戶端調(diào)用 vessel-service 的函數(shù)
    vesselClient vesselPb.VesselServiceClient
}

// 實(shí)現(xiàn) consignment.pb.go 中的 ShippingServiceHandler 接口，使 service 作為 gRPC 的服務(wù)端
func (s *service) CreateConsignment(ctx context.Context, req *pb.Consignment, resp *pb.Response) error {

    // 檢查是否有適合的貨輪
    vReq := &vesselPb.Specification{
        Capacity:  int32(len(req.Containers)),
        MaxWeight: req.Weight,
    }
    vResp, err := s.vesselClient.FindAvailable(context.Background(), vReq)
    if err != nil {
        return err
    }

    // 貨物被承運(yùn)
    log.Printf("found vessel: %s
", vResp.Vessel.Name)
    req.VesselId = vResp.Vessel.Id
    consignment, err := s.repo.Create(req)
    if err != nil {
        return err
    }
    resp.Created = true
    resp.Consignment = consignment
    return nil
}

// ...

func main() {
    // ...

    // 解析命令行參數(shù)
    server.Init()
    repo := Repository{}
    // 作為 vessel-service 的客戶端
    vClient := vesselPb.NewVesselServiceClient("go.micro.srv.vessel", server.Client())
    pb.RegisterShippingServiceHandler(server.Server(), &service{repo, vClient})

    if err := server.Run(); err != nil {
        log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
    }
}

更新 consignment-cli/consignment.json 中的貨物，塞入三個(gè)集裝箱，重量和容量都變大。

{
  "description": "This is a test consignment",
  "weight": 55000,
  "containers": [
    {
      "customer_id": "cust001",
      "user_id": "user001",
      "origin": "Manchester, United Kingdom"
    },
    {
      "customer_id": "cust002",
      "user_id": "user001",
      "origin": "Derby, United Kingdom"
    },
    {
      "customer_id": "cust005",
      "user_id": "user001",
      "origin": "Sheffield, United Kingdom"
    }
  ]
}

至此，我們完整的將 consignment-cli，consignment-service，vessel-service 三者流程跑通了。

客戶端用戶請求托運(yùn)貨物，貨運(yùn)服務(wù)向貨船服務(wù)檢查容量、重量是否超標(biāo)，再運(yùn)送：

本節(jié)中將更為易用的 go-micro 替代了 gRPC 同時(shí)進(jìn)行了微服務(wù)的 Docker 化。最后創(chuàng)建了 vessel-service 貨輪微服務(wù)來運(yùn)送貨物，并成功與貨輪微服務(wù)進(jìn)行了通信。

不過貨物數(shù)據(jù)都是存放在文件 consignment.json 中的，第三節(jié)我們將這些數(shù)據(jù)存儲到 MongoDB 數(shù)據(jù)庫中，并在代碼中使用 ORM 對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，同時(shí)使用 docker-compose 來統(tǒng)一 Docker 化后的兩個(gè)微服務(wù)。