Nocalhost - 重新定义云原生开发环境

“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?

作者 王炜 发表于 2021年2月19日

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。

Localhost 开发

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。

单体架构和微服务容器架构的开发循环

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

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

  1. 一键部署开发环境

一键部署开发环境

  1. 环境部署完成,选择要开发的组件,点击“锤子”进入开发模式

环境部署完成,选择要开发的组件

  1. 克隆业务代码或选择本地代码目录打开

克隆业务代码或打开本地代码目录

  1. 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

本地修改代码,远端实时生效

本地修改代码,远端实时生效

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

Nocalhost Init 初始化

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。

登陆 Nocalhost VS Code 插件

落地案例

目前,腾讯云 CODING DevOps(近 200 微服务)正在使用 Nocalhost 进行开发,实践验证 Nocalhost 能够大大提高开发效率,缩短循环反馈。

开源与社区共建

Nocalhost 目前是完全开源的,并已进入 CNCF Landscape: https://landscape.cncf.io/

Github 地址:https://github.com/nocalhost/nocalhost

使用 Apache-2.0 开源协议,可以无限制免费使用。

想了解更多关于 Nocalhost 的信息,欢迎访问官网:https://nocalhost.dev 获取。

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