Dapr：用于構建分布式應用程序的便攜式事件驅動運行時
簡介：
分布式應用程序變得越來越流行，因為它們比傳統的整體應用程序具有許多優勢。然而，構建和運行分布式應用程序可能非常復雜且具有挑戰性。Dapr 是一個可移植的事件驅動運行時，可以輕松跨云和邊緣構建和運行分布式應用程序。它提供了一組構建塊，開發人員可以使用它們輕松構建和運行微服務、事件驅動應用程序和有狀態應用程序。在這篇博文中，我們將介紹 Dapr 并討論其優點和功能。我們還將向您展示如何通過構建簡單的微服務應用程序來開始使用 Dapr。
什么是Dapr?
Dapr是一個可移植、事件驅動的運行時，使任何開發人員都可以輕松構建在云和邊緣運行的彈性、無狀態和有狀態應用程序，并支持多種語言和開發框架。利用 sidecar 架構的優勢，Dapr 可以幫助您應對構建微服務所帶來的挑戰，并使您的代碼平臺保持獨立。分布式應用程序運行時簡介：Dapr 是一種可移植、事件驅動的運行時，使任何開發人員都可以輕松構建在云和邊緣運行的彈性、無狀態和有狀態應用程序，并支持多種語言和開發框架。任何語言、任何框架、任何地方：
隨著當前云采用的浪潮，Web + 數據庫應用架構(例如經典的三層設計)更趨向于本質上是分布式的微服務應用架構。您不必成為分布式系統專家才能創建微服務應用程序。這就是 Dapr 的用武之地。Dapr 將構建微服務應用程序的最佳實踐編入開放、獨立的 API(稱為構建塊)中。Dapr 的構建模塊：
- 使您能夠使用您選擇的語言和框架構建可移植應用程序。
- 是完全獨立的
- 對您的應用程序中使用的數量沒有限制
使用 Dapr，您可以逐步將現有應用程序遷移到微服務架構，從而采用云原生模式，例如橫向擴展/收縮、彈性和獨立部署。Dapr 與平臺無關，這意味著您可以運行您的應用程序：
- 本地
- 在任何 Kubernetes 集群上
- 在虛擬機或物理機上
- 在 Dapr 集成的其他托管環境中。
這使您能夠構建可以在云和邊緣運行的微服務應用程序。
托管環境
Dapr 可以托管在多種環境中，包括：
- 在 Windows/Linux/macOS 機器上自托管，用于本地開發
- 在 Kubernetes 或生產中的物理機或虛擬機集群上
自托管本地開發：
在自托管模式下，Dapr 作為單獨的 sidecar 進程運行，您的服務代碼可以通過 HTTP 或 gRPC 調用該進程。每個正在運行的服務都有一個 Dapr 運行時進程(或 sidecar)，配置為使用狀態存儲、發布/訂閱、綁定組件和其他構建塊。您可以使用Dapr CLI在本地計算機上運行啟用 Dapr 的應用程序。在下圖中，Dapr 的本地開發環境是使用 CLIinit命令配置的。使用入門示例嘗試一下這一點。
Kubernetes：
Kubernetes 可用于：
- 本地開發(例如，使用minikube和k3S)，或者
- 生產中。
在 Kubernetes 等容器托管環境中，Dapr 作為 sidecar 容器運行，應用程序容器位于同一 Pod 中。
Daprdapr-sidecar-injector和dapr-operator控制平面服務提供一流的集成：
- 將 Dapr 作為 sidecar 容器在與服務容器相同的 pod 中啟動
- 提供集群中配置的 Dapr 組件更新通知
該dapr-sentry服務是一個證書頒發機構，可在 Dapr sidecar 實例之間啟用相互 TLS 以實現安全數據加密，并通過Spiffe提供身份。有關該Sentry服務的更多信息，請閱讀安全概述將支持 Dapr 的應用程序部署并運行到 Kubernetes 集群中就像向部署方案添加一些注釋一樣簡單。
實踐和入門：
無論您的開發人員背景和選擇的語言如何，該項目的啟動和運行都非常容易。我能夠按照入門指南在我的 MacOS 上立即運行各種快速入門。以下是我大致遵循的步驟。
安裝 Dapr CLI：
Dapr CLI 是執行 Dapr 相關任務的主要工具，例如使用 Dapr 運行應用程序、查看日志、運行 Dapr 儀表板或將所有內容部署到 Kubernetes。
brew install dapr/tap/dapr-cli安裝 CLI 后，我們有幾個不同的選項來安裝和運行 Dapr。我將從要求最低且靈活的選項開始，并從那里開始進展。
選項 1：不使用 Docker 安裝 Dapr：
這是運行 Dapr 的最輕量但不是最有用的方式。
dapr init - slim在此精簡模式下，機器上僅安裝 daprd 和放置二進制文件，這足以在本地運行 Dapr sidecar。
運行 Dapr sidecar：
以下命令將啟動一個名為 no-app 的 Dapr sidecar，在 HTTP 端口 3500 和隨機 gRPC 端口上偵聽。
dapr run - app-id no-app - dapr-http-port 3500恭喜，您的第一個 Dapr Sidecar 正在運行。您可以通過以下命令查看 sidecar 實例：
Dapr list查詢其健康狀態：
curl -i http://localhost:3500/v1.0/healthzDapr sidecar 應該與應用程序一起運行，而不是單獨運行。讓我們停止該實例并使用應用程序運行它。
dapr stop - app-id no-app使用 Dapr sidecar 運行一個簡單的應用程序
對于本演示，我們將使用一個簡單的 NodeJS應用程序：
git clone https://github.com/dapr/samples.git
cd samples/hello-dapr-slim
npm install這是 Dapr 的 Hello World 方式，其要點如下：
app.post('/neworder', bodyParser.json(), (req, res) => {
const data = req.body.data;
const orderId = data.orderId;
res.status(200).send("Got a new order! Order ID: " + orderId); });該應用程序有一個/neworder端點正在偵聽端口3000。我們可以使用以下命令運行該應用程序和 sidecar：
dapr run --app-id nodeapp --app-port 3000 --dapr-http-port 3500 node app.js該命令在端口 3000 上啟動 NodeJS 應用程序，在 3500 上啟動 Dapr HTTP 端點。一旦您在日志中看到應用程序已成功啟動，我們就可以戳它。但我們不會直接在端口 3000 上訪問 /neworder 端點，而是通過 sidecar 與應用程序交互。我們使用 Dapr CLI 來做到這一點，如下所示：
dapr invoke --verb POST --app-id nodeapp --method neworder --data '{"data": { "orderId": "41" } }'并查看應用程序的響應。如果您注意到，CLI 只需要 app-id(而不是主機和端口)即可定位服務運行的位置。CLI 只是與服務交互的一種便捷方式。這似乎太神奇了，我們也可以使用簡單的curl命令：
curl -XPOST -d @sample.json -H "Content-Type:application/json" http://localhost:3500/v1.0/invoke/nodeapp/method/neworder此命令使用服務 Dapr 的調用 API 與應用程序同步交互。這是剛剛發生的情況的直觀表示：
通過 Dapr sidecar 調用端點
現在，通過請求路徑上的 Dapr，我們可以獲得 Daprized 服務調用的優勢，例如重試、超時、斷路器、并發控制等彈性策略;可觀察性增強，例如：指標、跟蹤、日志;安全增強功能，例如 mTLS、允許列表等。此時，您可以嘗試元數據、指標端點、使用配置選項，或者在 Dapr 儀表板中查看單個微服務。
Dapr表板
我們運行的精簡模式非常適合 Hello World 場景，但不是本地開發目的的最佳設置，因為它缺少狀態存儲、發布/訂閱、度量服務器等。讓我們使用之前的命令(或CTL +C)，并刪除 slim Dapr 二進制文件：
dapr卸載
要記住的一件事是，此命令不會刪除通常位于 ~/.dapr 文件夾中的默認配置和組件規范文件。到目前為止，我們沒有在步驟中創建任何文件，但如果您遵循其他教程并更改這些文件，它們將保留并應用于將來的每個 dapr 運行命令(除非被覆蓋)。這給我帶來了一些困惑，請記住。
選項 2：使用 Docker 安裝 Dapr：
這是出于開發目的在本地運行 Dapr 的首選方式，但它需要 Docker。讓我們來設置一下：
Dapr初始化
該命令將下載并運行 3 個容器
- 與 actor 一起使用的 Dapr 放置容器(我希望這是一個可選功能)
- Zipkin 用于從我們的 sidecar 收集跟蹤信息
- 以及用于狀態存儲、發布/訂閱、分布式鎖實現的單節點 Redis 容器。
您可以驗證這些容器何時運行并準備好開始。
docker ps運行快速入門：
我的下一步是嘗試快速入門，演示服務調用、發布/訂閱、狀態存儲、綁定等的構建塊。這些快速入門的很棒之處在于，它們以多種方式演示相同的示例：
- 使用 Dapr SDK，并且不依賴于 Dapr SDK，即僅使用 HTTP。
- 多種語言：Java、Javascript、.Net、Go、Python 等。
您可以在同一示例中混合和匹配不同的語言和交互方法(SDK 或本機)，以演示 Dapr 的多語言特性。
選項 3：在 Kubernetes 上安裝 Dapr：
如果您已經走到這一步，您應該對 Dapr 可以為您做什么有一個很好的高層理解。下一步是在 Kubernetes 上部署 Dapr，其中大多數 Dapr 功能都可用并且最接近生產部署。為此，我在本地使用了 minikube，使用默認設置，沒有自定義調整。
dapr init — kubernetes — 等待如果成功，此命令將在 dapr-system 命名空間中啟動以下 pod：
- dapr-operator：管理狀態存儲、發布/訂閱、配置等的所有組件
- dapr-sidecar-injector：將 dapr sidecar 注入帶注釋的部署 Pod
- dapr-placement：僅需要演員。
- dapr-sentry：管理服務之間的 mTLS 并充當證書頒發機構。
- dapr-dashboard：一個簡單的 Web 應用程序，用于探索 Dapr 集群中正在運行的內容
這些 Pod 共同代表 Dapr控制平面。
注入 sidecar
從現在開始，將 Dapr sidecar 添加到應用程序(這將是 Dapr dataplane)就像將以下注釋添加到 Kubernetes 部署一樣簡單：
annotations:
dapr.io/enabled：“true”
dapr.io/app-id：“nodeapp ”
dapr.io/app-port：“3000 ”該dapr-sidecar-injector 服務使用 dapr.io/enabled 注釋監視新的 Pod，并daprd在 pod 內注入包含進程的容器。它還將 DAPR_HTTP_PORT 和 DAPR_GRPC_PORT 環境變量添加到您的容器中，以便它可以輕松與 Dapr 通信，而無需硬編碼 Dapr 端口值。要在 Kubernetes 上部署完整的應用程序，我建議使用此分步示例。它有一個提供者和消費者服務，它對我來說第一次起作用。
透明代理與顯式代理：
請注意，Dapr sidecar 注入的侵入性比具有透明 sidecar 的典型服務網格(例如 Istio 的 Envoy)的侵入性要小。為了注入透明代理，Pod 通常還會注入一個在 Pod 啟動時運行的 init 容器，并重新配置 Pod 網絡規則，以便所有入口和出口流量或應用程序容器都通過 sidecar。對于 Dapr，情況并非如此。注入了一個 sidecar，但您的應用程序可以控制何時以及如何通過其定義良好的顯式(非透明)API 與 Dapr 進行交互。透明服務網格代理在運營團隊通常使用的較低網絡層運行，而 Dapr 提供開發人員所需的應用程序層原語。如果您對此主題感興趣，這里很好地解釋了 Dapr 與服務網格的差異和重疊。
概括：
總之，Dapr 作為一個多功能且事件驅動的運行時出現，為構建分布式應用程序提供了一個適合初學者的解決方案。憑借其便攜性和對簡化開發復雜性的重視，Dapr 使新手能夠無縫地駕馭構建分布式系統的復雜性。作為初學者指南，這篇文章闡明了 Dapr 的基本功能，為開發人員踏上分布式應用程序開發領域的旅程提供了一個途徑。
