五分鐘技術(shù)趣談 | 淺析Apollo配置中心

作者：李重，單位：中國(guó)移動(dòng)智慧家庭運(yùn)營(yíng)中心

隨著程序功能的日益復(fù)雜，程序的配置日益增多。各種功能的開(kāi)關(guān)、參數(shù)的配置、服務(wù)器的地址等，對(duì)程序的配置提出了更高的要求，比如，配置修改后實(shí)時(shí)生效，灰度發(fā)布，分環(huán)境、分集群管理配置，完善的權(quán)限、審核機(jī)制等。SpringBoot項(xiàng)目大多使用@Value注解或者@ConfigurationProperties注解讀取配置信息，線(xiàn)上項(xiàng)目經(jīng)常需要對(duì)某些配置進(jìn)行調(diào)整，如果每次都需要修改配置文件再重新發(fā)布服務(wù)，難免會(huì)導(dǎo)致服務(wù)中斷，尤其是在分布式系統(tǒng)中多個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)都需要修改配置文件的場(chǎng)景，基于此配置中心應(yīng)運(yùn)而生。

為什么需要配置中心 ●

- 配置實(shí)時(shí)生效

傳統(tǒng)的靜態(tài)配置方式要想修改某個(gè)配置，只能修改之后重新發(fā)布應(yīng)用，要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性，可以選擇使用數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)定時(shí)輪詢(xún)?cè)L問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)感知配置的變化。輪詢(xún)頻率低感知配置變化的延時(shí)就長(zhǎng)，輪詢(xún)頻率高，感知配置的變化延時(shí)就短，但比較損耗性能，需要在實(shí)時(shí)性和性能之間做折中。配置中心專(zhuān)門(mén)針對(duì)這個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，兼顧實(shí)時(shí)性和一致性來(lái)管理動(dòng)態(tài)配置。

- 配置管理流程

配置的權(quán)限管理、灰度發(fā)布、版本管理、格式校驗(yàn)和安全配置等一系列配置管理相關(guān)的特性也是配置中心不可或缺的一部分。

什么是Apollo?●

Apollo（阿波羅）是一款可靠的分布式配置管理中心，誕生于攜程框架研發(fā)部，能夠集中化管理應(yīng)用不同環(huán)境、不同集群的配置，配置修改后能夠?qū)崟r(shí)推送到應(yīng)用端，并且具備規(guī)范的權(quán)限、流程治理等特性，適用于微服務(wù)配置管理場(chǎng)景。

功能介紹?●

? 統(tǒng)一管理不同環(huán)境、不同集群的配置

Apollo提供了一個(gè)統(tǒng)一界面集中式管理不同環(huán)境（environment）、不同集群（cluster）、不同命名空間（namespace）的配置。

同一份代碼部署在不同的集群，可以有不同的配置，比如zk的地址等。

通過(guò)命名空間（namespace）可以很方便的支持多個(gè)不同應(yīng)用共享同一份配置，同時(shí)還允許應(yīng)用對(duì)共享的配置進(jìn)行覆蓋。

配置界面支持多語(yǔ)言（中文，English）。

? 配置修改實(shí)時(shí)生效（熱發(fā)布）

用戶(hù)在Apollo修改完配置并發(fā)布后，客戶(hù)端能實(shí)時(shí)（1秒）接收到最新的配置，并通知到應(yīng)用程序。

? 版本發(fā)布管理

所有的配置發(fā)布都有版本概念，從而可以方便的支持配置的回滾。

? 灰度發(fā)布

支持配置的灰度發(fā)布，比如點(diǎn)了發(fā)布后，只對(duì)部分應(yīng)用實(shí)例生效，等觀察一段時(shí)間沒(méi)問(wèn)題后再推給所有應(yīng)用實(shí)例。

? 權(quán)限管理、發(fā)布審核、操作審計(jì)

應(yīng)用和配置的管理都有完善的權(quán)限管理機(jī)制，對(duì)配置的管理還分為了編輯和發(fā)布兩個(gè)環(huán)節(jié)，從而減少人為的錯(cuò)誤。

所有的操作都有審計(jì)日志，可以方便的追蹤問(wèn)題。

? 客戶(hù)端配置信息監(jiān)控

可以方便的看到配置在被哪些實(shí)例使用。

? 提供Java和.Net原生客戶(hù)端

提供了Java和.Net的原生客戶(hù)端，方便應(yīng)用集成。

支持Spring Placeholder，Annotation和Spring Boot的ConfigurationProperties，方便應(yīng)用使用（需要Spring 3.1.1+）。

同時(shí)提供了Http接口，非Java和.Net應(yīng)用也可以方便的使用。

? 提供開(kāi)放平臺(tái)API

Apollo自身提供了比較完善的統(tǒng)一配置管理界面，支持多環(huán)境、多數(shù)據(jù)中心配置管理、權(quán)限、流程治理等特性。

不過(guò)Apollo出于通用性考慮，對(duì)配置的修改不會(huì)做過(guò)多限制，只要符合基本的格式就能夠保存。

在我們的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于有些使用方，它們的配置可能會(huì)有比較復(fù)雜的格式，如xml, json，需要對(duì)格式做校驗(yàn)。

還有一些使用方如DAL，不僅有特定的格式，而且對(duì)輸入的值也需要進(jìn)行校驗(yàn)后方可保存，如檢查數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶(hù)名和密碼是否匹配。

對(duì)于這類(lèi)應(yīng)用，Apollo支持應(yīng)用方通過(guò)開(kāi)放接口在Apollo進(jìn)行配置的修改和發(fā)布，并且具備完善的授權(quán)和權(quán)限控制。

? 部署簡(jiǎn)單

配置中心作為基礎(chǔ)服務(wù)，可用性要求非常高，這就要求Apollo對(duì)外部依賴(lài)盡可能地少。

目前唯一的外部依賴(lài)是MySQL，所以部署非常簡(jiǎn)單，只要安裝好Java和MySQL就可以讓Apollo跑起來(lái)。

Apollo還提供了打包腳本，一鍵就可以生成所有需要的安裝包，并且支持自定義運(yùn)行時(shí)參數(shù)。

架構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 基礎(chǔ)模型

如下即是Apollo的基礎(chǔ)模型：

用戶(hù)在配置中心對(duì)配置進(jìn)行修改并發(fā)布。

配置中心通知Apollo客戶(hù)端有配置更新。

Apollo客戶(hù)端從配置中心拉取最新的配置、更新本地配置并通知到應(yīng)用。

4.2 架構(gòu)模塊

如下即是Apollo架構(gòu)模塊的概覽：

Portal：英文意思為門(mén)戶(hù)，在架構(gòu)中充當(dāng)?shù)慕巧珵楣芾矶耍脩?hù)通過(guò)該模塊對(duì)配置進(jìn)行修改。

PortalDB：存儲(chǔ)一些環(huán)境變量、配置環(huán)境等信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。注意，該庫(kù)不存儲(chǔ)配置信息。

Admin Service：負(fù)責(zé)接收Portal發(fā)送過(guò)來(lái)的配置信息，對(duì)配置信息進(jìn)行修改。

ConfigDB：儲(chǔ)存配置信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。

Client：配置信息使用者，通常為微服務(wù)。

Config Service：負(fù)責(zé)定期從數(shù)據(jù)庫(kù)（ConfigDB）中拉取配置信息，若有變化，推送給客服端?；蚴强蛻?hù)端定期利用該服務(wù)拉取配置信息。

Eureka：注冊(cè)中心，無(wú)論Conifg Service還是Admin Service，在實(shí)際使用中都是部署在多臺(tái)服務(wù)器上的。因此，對(duì)于客戶(hù)端或者門(mén)戶(hù)管理端而言，建立兩個(gè)服務(wù)的連接都需要通過(guò)注冊(cè)中心發(fā)現(xiàn)服務(wù)地址后再連接。

Meta Service：從Eureka獲取Config Service和Admin Service的服務(wù)信息，相當(dāng)于是一個(gè)Eureka Client，增設(shè)一個(gè)Meta Server的角色主要是為了封裝服務(wù)發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，對(duì)Portal和Client而言，永遠(yuǎn)通過(guò)一個(gè)Http接口獲取Admin Service和Config Service的服務(wù)信息，而不需要關(guān)心背后實(shí)際的服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)組件。

?服務(wù)端設(shè)計(jì)?●

在配置中心中，一個(gè)重要的功能就是配置發(fā)布后實(shí)時(shí)推送到客戶(hù)端。下圖即是配置發(fā)布后的實(shí)時(shí)推送設(shè)計(jì)：

1.用戶(hù)在Portal操作配置發(fā)布。

2.Portal調(diào)用Admin Service的接口操作發(fā)布。

3.Admin Service發(fā)布配置后，發(fā)送ReleaseMessage給各個(gè)Config Service。

4.Config Service收到ReleaseMessage后，通知對(duì)應(yīng)的客戶(hù)端。

客戶(hù)端設(shè)計(jì)?●

下圖描述了Apollo客戶(hù)端的實(shí)現(xiàn)原理：

1.客戶(hù)端和服務(wù)端保持了一個(gè)長(zhǎng)連接，從而能第一時(shí)間獲得配置更新的推送（通過(guò)Http Long Polling實(shí)現(xiàn)）。

2.客戶(hù)端還會(huì)定時(shí)從Apollo配置中心服務(wù)端拉取應(yīng)用的最新配置。

a.這是一個(gè)fallback機(jī)制，為了防止推送機(jī)制失效導(dǎo)致配置不更新。

b.客戶(hù)端定時(shí)拉取會(huì)上報(bào)本地版本，所以一般情況下，對(duì)于定時(shí)拉取的操作，服務(wù)端都會(huì)返回304 - Not Modified。

c.定時(shí)頻率默認(rèn)為每5分鐘拉取一次，客戶(hù)端也可以通過(guò)在運(yùn)行時(shí)指定System Property: apollo.refreshInterval來(lái)覆蓋，單位為分鐘。

3.客戶(hù)端從Apollo配置中心服務(wù)端獲取到應(yīng)用的最新配置后，會(huì)保存在內(nèi)存中。

4.客戶(hù)端會(huì)把從服務(wù)端獲取到的配置在本地文件系統(tǒng)緩存一份。

a.在遇到服務(wù)不可用，或網(wǎng)絡(luò)不通的時(shí)候，依然能從本地恢復(fù)配置。

5.應(yīng)用程序可以從Apollo客戶(hù)端獲取最新的配置、訂閱配置更新通知。

結(jié)束語(yǔ)?●

在“約定優(yōu)于配置，配置優(yōu)于編碼”的開(kāi)發(fā)理念下，通過(guò)Apollo配置中心，程序員不需要每次更改線(xiàn)上配置都要重新發(fā)布服務(wù)，成功實(shí)現(xiàn)了將配置與編碼解耦，為線(xiàn)上服務(wù)變更配置提供了解決方案。