Nocalhost - 重新定义云原生开发环境

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前言

随着业务的快速发展，技术部门的组织架构在横向及纵向不断扩大和调整，与此同时，企业的生产资料：应用系统，也变得越来越庞大。为了让应用系统适配企业组织架构的调整，梳理组织架构对于应用权责的边界，大部分组织会选择使用“微服务”架构来对应用系统进行横向拆分，使得应用系统的维护边界适配组织架构的权责边界。

一般来说，越庞大的组织架构，应用系统会被拆分地越来越细，“微服务”的数量也变得越来越多。而在“微服务”的拆分的实践中，很容易出现将组织架构的权责边界一股脑地对标到“微服务”的拆分粒度中，这可能导致“微服务”拆分粒度过细，数量进一步剧增的问题。最终，“微服务”之间的调用关系就像跨部门协作，也变得越来越复杂，问题在想要新增需求时尤为突出。

“微服务”带来便利的同时，对开发人员而言，还带来了额外的挑战：如何快速启动完整的开发环境？开发的需求依赖于其他同事怎么联调？如何快速调试这些微服务？

而对于管理人员来说，也同样带来了一系列的挑战：如何管理开发人员的开发环境？如何让新入职的同事快速进行开发？

试想一下，要开发由 200 个“微服务”组成的云原生应用，会遇到哪些困难呢？

Localhost 时代

在单体应用的时代，对于开发者来说是极为友好的，开发者使用本机运行应用，修改代码后实时生效，通过浏览器访问 Localhost 实时查看代码效果。

单体应用和“微服务”应用不同，单体应用是“ALL-IN-ONE”组织方式，所有的调用关系仅限于在自身的类和函数，应用对硬件的要求一般也不会太高。

而开发“微服务”应用则大不相同，由于相互间的依赖关系，当需要开发某一个功能或微服务时，不得不将所有依赖的服务都启动起来。随着微服务数量的增加，开发应用所需要的本地资源越来越多，最终导致本地无法满足开发的配置需求。

云原生解放了部署和运维，开发呢？

云原生和 Kubernetes 的普及，进一步屏蔽了“微服务”应用的复杂度，这主要体现在部署和运维阶段。

为了解决微服务应用在开发、测试和生产阶段环境一致性的问题，现代的微服务应用开发，都会将每一个组件打包成 Docker 镜像，并以工作负载的形式对其进行部署。利用 DevOps 流水线中的持续集成和持续部署，配合 Kubernetes 探针、HPA、应用自愈的能力，彻底解放了微服务应用的部署和运维环节。

但我们忽略了一个关键节点：开发阶段

微服务应用使用 Kubernetes 工作负载封装后，解决了开发过程应用的快速启动问题，开发人员只需要在本地安装单节点的 Kubernetes 集群，例如 Minikube、Kind 等即可快速启动微服务应用。

但对于开发人员来说，原来单体应用的开发体验变得不复存在，由于应用很难在 Docker 容器之外运行，所以每次代码修改，都需要经历以下步骤：

执行 docker build 构建镜像
执行 docker tag 对镜像进行标记
执行 docker push 推送镜像到仓库
修改 Kubernetes 工作负载的镜像版本
等待镜像拉取结束
等待 Pod 重建
查看修改后的代码效果

这直接拖慢了开发的循环反馈过程，每次修改，动辄需要数分钟甚至十分钟的等待时间。

Nocalhost - 重新定义云原生开发环境

Nocalhost 是一个云原生开发环境，希望让开发云原生应用像开发单体应用原始又简单。

Nocalhost 重新梳理了开发过程所涉及到的角色和资源：

团队管理人员
开发者
应用
集群
开发空间

通过对这些角色和资源的重新整合，Nocalhost 重新定义了云原生开发环境，并带来了全新的云原生开发体验。

为了快速理解 Nocalhost 重新定义的云原生开发环境，让我们首先站在不同的角色来看 Nocalhost 能给他们带来什么。

开发人员：

摆脱每次修改需要重新 build 新镜像以及长时间的循环反馈，修改代码立即生效
一键部署开发环境，摆脱本地环境搭建和资源不足的限制
本地 IDE 编辑器和开发环境联动，支持远程调试
图形化的 IDE 插件，无需熟悉 kubectl 命令即可完成云原生环境下的开发

管理人员：

统一管理微服务应用包，降低应用的维护成本
统一管理开发环境和集群，提高集群资源的利用率，同时具备隔离特性
为新员工快速分配开发环境，分配环境后立刻能进行应用开发
弹性的开发环境资源，用完销毁，降低开发成本

以 Nocalhost 内置的 Demo：Bookinfo 为例，开发 Productpage 微服务，变成了以下简单的几个步骤：

一键部署开发环境

环境部署完成，选择要开发的组件，点击“锤子”进入开发模式

进入开发模式，本地修改代码并保存，无需重新构建镜像，远端开发环境实时生效，支持远程调试

快速体验

想要快速体验 Nocalhost，有以下几点前置条件：

准备一个 Kubernetes 集群（1.16+），支持 TKE、Mnikube、Kind 等
已配置好 kubectl 且能访问 Kubernetes 集群
集群开启了 RBAC
安装 Visual Studio Code（1.52+）和 Nocalhost 插件
安装 nhctl cli 工具（https://nocalhost.dev/installation/）

对于 TKE 等支持 LoadBalancer 的集群，运行以下命令来快速初始化：

nhctl init -n nocalhost -p 7000

对于 Minikube、Kind、K3S、MicroK8s 等，运行以下命令：

nhctl init -n nocalhost -t nodeport --set mariadb.primary.persistence.enabled=false

以 TKE 为例，init 将自动部署 Nocalhost 组件（默认读取 ~/.kube/config 集群）。init 结束后，得到管理员和自动创建的开发者两个角色默认的账号密码，并输出了 Nocalhost Web 控制台的登陆地址：http://81.71.77.28

打开登陆地址，使用默认管理员用户名 [email protected] 和密码 123456 登陆 Web 控制台，控制台能够管理用户、集群和应用。init 阶段自动使用部署 Nocalhost 的集群作为开发集群，同时创建了 Bookinfo 应用和开发者，并为开发者分配了 Bookinfo 应用的开发空间。

现在打开 VS Code，进入 Nocalhost 插件，点击上方的“地球”按钮，同样输入 Web 控制台的地址，回车确定。

点击“Sign In”按钮，输入开发者的登陆账号：[email protected]，密码：123456，登陆后即可一键部署 Bookinfo 并体验无需重新构建镜像的应用开发。