Dapr：用于构建分布式应用程序的便携式事件驱动运行时

简介：

分布式应用程序变得越来越流行，因为它们比传统的整体应用程序具有许多优势。然而，构建和运行分布式应用程序可能非常复杂且具有挑战性。Dapr
是一个可移植的事件驱动运行时，可以轻松跨云和边缘构建和运行分布式应用程序。它提供了一组构建块，开发人员可以使用它们轻松构建和运行微服务、事件驱动应用程序和有状态应用程序。在这篇博文中，我们将介绍
Dapr 并讨论其优点和功能。我们还将向您展示如何通过构建简单的微服务应用程序来开始使用 Dapr。

什么是Dapr?

Dapr是一个可移植、事件驱动的运行时，使任何开发人员都可以轻松构建在云和边缘运行的弹性、无状态和有状态应用程序，并支持多种语言和开发框架。利用
sidecar 架构的优势，Dapr 可以帮助您应对构建微服务所带来的挑战，并使您的代码平台保持独立。分布式应用程序运行时简介：Dapr
是一种可移植、事件驱动的运行时，使任何开发人员都可以轻松构建在云和边缘运行的弹性、无状态和有状态应用程序，并支持多种语言和开发框架。任何语言、任何框架、任何地方：

随着当前云采用的浪潮，Web + 数据库应用架构(例如经典的三层设计)更趋向于本质上是分布式的微服务应用架构。您不必成为分布式系统专家才能创建微服务应用程序。这就是 Dapr
的用武之地。Dapr 将构建微服务应用程序的最佳实践编入开放、独立的 API(称为构建块)中。Dapr 的构建模块：

• 使您能够使用您选择的语言和框架构建可移植应用程序。
• 是完全独立的
• 对您的应用程序中使用的数量没有限制

使用 Dapr，您可以逐步将现有应用程序迁移到微服务架构，从而采用云原生模式，例如横向扩展/收缩、弹性和独立部署。Dapr
与平台无关，这意味着您可以运行您的应用程序：

这使您能够构建可以在云和边缘运行的微服务应用程序。

托管环境

Dapr 可以托管在多种环境中，包括：

• 在 Windows/Linux/macOS 机器上自托管，用于本地开发
• 在 Kubernetes 或生产中的物理机或虚拟机集群上

自托管本地开发：

在自托管模式下，Dapr 作为单独的 sidecar 进程运行，您的服务代码可以通过 HTTP 或 gRPC 调用该进程。每个正在运行的服务都有一个
Dapr 运行时进程(或 sidecar)，配置为使用状态存储、发布/订阅、绑定组件和其他构建块。您可以使用Dapr CLI在本地计算机上运行启用 Dapr
的应用程序。在下图中，Dapr 的本地开发环境是使用 CLIinit命令配置的。使用入门示例尝试一下这一点。

Kubernetes：

Kubernetes 可用于：

• 本地开发(例如，使用minikube和k3S)，或者
• 生产中。

在 Kubernetes 等容器托管环境中，Dapr 作为 sidecar 容器运行，应用程序容器位于同一 Pod
中。

Daprdapr-sidecar-injector和dapr-operator控制平面服务提供一流的集成：

• 将 Dapr 作为 sidecar 容器在与服务容器相同的 pod 中启动
• 提供集群中配置的 Dapr 组件更新通知

该dapr-sentry服务是一个证书颁发机构，可在 Dapr sidecar 实例之间启用相互 TLS
以实现安全数据加密，并通过Spiffe提供身份。有关该Sentry服务的更多信息，请阅读安全概述将支持 Dapr 的应用程序部署并运行到 Kubernetes
集群中就像向部署方案添加一些注释一样简单。

实践和入门：

无论您的开发人员背景和选择的语言如何，该项目的启动和运行都非常容易。我能够按照入门指南在我的 MacOS
上立即运行各种快速入门。以下是我大致遵循的步骤。

安装 Dapr CLI：

Dapr CLI 是执行 Dapr 相关任务的主要工具，例如使用 Dapr 运行应用程序、查看日志、运行 Dapr 仪表板或将所有内容部署到
Kubernetes。

brew install dapr/tap/dapr-cli

安装 CLI 后，我们有几个不同的选项来安装和运行 Dapr。我将从要求最低且灵活的选项开始，并从那里开始进展。

选项 1：不使用 Docker 安装 Dapr：

这是运行 Dapr 的最轻量但不是最有用的方式。

dapr init - slim

在此精简模式下，机器上仅安装 daprd 和放置二进制文件，这足以在本地运行 Dapr sidecar。

运行 Dapr sidecar：

以下命令将启动一个名为 no-app 的 Dapr sidecar，在 HTTP 端口 3500 和随机 gRPC 端口上侦听。

dapr run - app-id no-app - dapr-http-port 3500

恭喜，您的第一个 Dapr Sidecar 正在运行。您可以通过以下命令查看 sidecar 实例：

Dapr list

查询其健康状态：

curl -i http://localhost:3500/v1.0/healthz

Dapr sidecar 应该与应用程序一起运行，而不是单独运行。让我们停止该实例并使用应用程序运行它。

dapr stop - app-id no-app

使用 Dapr sidecar 运行一个简单的应用程序

对于本演示，我们将使用一个简单的 NodeJS应用程序：

git clone https://github.com/dapr/samples.git
cd samples/hello-dapr-slim
npm install

这是 Dapr 的 Hello World 方式，其要点如下：

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); });

该应用程序有一个/neworder端点正在侦听端口3000。我们可以使用以下命令运行该应用程序和 sidecar：

dapr run --app-id nodeapp --app-port 3000 --dapr-http-port 3500 node app.js

该命令在端口 3000 上启动 NodeJS 应用程序，在 3500 上启动 Dapr HTTP
端点。一旦您在日志中看到应用程序已成功启动，我们就可以戳它。但我们不会直接在端口 3000 上访问 /neworder 端点，而是通过 sidecar
与应用程序交互。我们使用 Dapr CLI 来做到这一点，如下所示：

dapr invoke --verb POST --app-id nodeapp --method neworder --data '{"data": { "orderId": "41" } }'

并查看应用程序的响应。如果您注意到，CLI 只需要 app-id(而不是主机和端口)即可定位服务运行的位置。CLI
只是与服务交互的一种便捷方式。这似乎太神奇了，我们也可以使用简单的curl命令：

curl -XPOST -d @sample.json -H "Content-Type:application/json" http://localhost:3500/v1.0/invoke/nodeapp/method/neworder

此命令使用服务 Dapr 的调用 API 与应用程序同步交互。这是刚刚发生的情况的直观表示：

通过 Dapr sidecar 调用端点

现在，通过请求路径上的 Dapr，我们可以获得 Daprized 服务调用的优势，例如重试、超时、断路器、并发控制等弹性策略;可观察性增强，例如：指标、跟踪、日志;安全增强功能，例如
mTLS、允许列表等。此时，您可以尝试元数据、指标端点、使用配置选项，或者在 Dapr 仪表板中查看单个微服务。

Dapr表板

我们运行的精简模式非常适合 Hello World
场景，但不是本地开发目的的最佳设置，因为它缺少状态存储、发布/订阅、度量服务器等。让我们使用之前的命令(或CTL +C)，并删除 slim Dapr
二进制文件：

dapr卸载

要记住的一件事是，此命令不会删除通常位于 ~/.dapr
文件夹中的默认配置和组件规范文件。到目前为止，我们没有在步骤中创建任何文件，但如果您遵循其他教程并更改这些文件，它们将保留并应用于将来的每个 dapr
运行命令(除非被覆盖)。这给我带来了一些困惑，请记住。

选项 2：使用 Docker 安装 Dapr：

这是出于开发目的在本地运行 Dapr 的首选方式，但它需要
Docker。让我们来设置一下：

Dapr初始化

该命令将下载并运行 3 个容器

• 与 actor 一起使用的 Dapr 放置容器(我希望这是一个可选功能)
• Zipkin 用于从我们的 sidecar 收集跟踪信息
• 以及用于状态存储、发布/订阅、分布式锁实现的单节点 Redis 容器。

您可以验证这些容器何时运行并准备好开始。

docker ps

运行快速入门：

我的下一步是尝试快速入门，演示服务调用、发布/订阅、状态存储、绑定等的构建块。这些快速入门的很棒之处在于，它们以多种方式演示相同的示例：

• 使用 Dapr SDK，并且不依赖于 Dapr SDK，即仅使用 HTTP。
• 多种语言：Java、Javascript、.Net、Go、Python 等。

您可以在同一示例中混合和匹配不同的语言和交互方法(SDK 或本机)，以演示 Dapr 的多语言特性。

选项 3：在 Kubernetes 上安装
Dapr：

如果您已经走到这一步，您应该对 Dapr 可以为您做什么有一个很好的高层理解。下一步是在 Kubernetes 上部署 Dapr，其中大多数 Dapr
功能都可用并且最接近生产部署。为此，我在本地使用了 minikube，使用默认设置，没有自定义调整。

dapr init — kubernetes — 等待

如果成功，此命令将在 dapr-system 命名空间中启动以下 pod：

• dapr-operator：管理状态存储、发布/订阅、配置等的所有组件
• dapr-sidecar-injector：将 dapr sidecar 注入带注释的部署 Pod
• dapr-placement：仅需要演员。
• dapr-sentry：管理服务之间的 mTLS 并充当证书颁发机构。
• dapr-dashboard：一个简单的 Web 应用程序，用于探索 Dapr 集群中正在运行的内容

这些 Pod 共同代表 Dapr控制平面。

注入 sidecar

从现在开始，将 Dapr sidecar 添加到应用程序(这将是 Dapr
dataplane)就像将以下注释添加到 Kubernetes 部署一样简单：

 annotations:

     dapr.io/enabled：“true”

     dapr.io/app-id：“nodeapp ”

     dapr.io/app-port：“3000 ”

该dapr-sidecar-injector 服务使用 dapr.io/enabled 注释监视新的 Pod，并daprd在 pod
内注入包含进程的容器。它还将 DAPR_HTTP_PORT 和 DAPR_GRPC_PORT 环境变量添加到您的容器中，以便它可以轻松与 Dapr
通信，而无需硬编码 Dapr 端口值。要在 Kubernetes
上部署完整的应用程序，我建议使用此分步示例。它有一个提供者和消费者服务，它对我来说第一次起作用。

透明代理与显式代理：

请注意，Dapr sidecar 注入的侵入性比具有透明 sidecar 的典型服务网格(例如 Istio 的
Envoy)的侵入性要小。为了注入透明代理，Pod 通常还会注入一个在 Pod 启动时运行的 init 容器，并重新配置 Pod
网络规则，以便所有入口和出口流量或应用程序容器都通过 sidecar。对于 Dapr，情况并非如此。注入了一个
sidecar，但您的应用程序可以控制何时以及如何通过其定义良好的显式(非透明)API 与 Dapr
进行交互。透明服务网格代理在运营团队通常使用的较低网络层运行，而 Dapr 提供开发人员所需的应用程序层原语。如果您对此主题感兴趣，这里很好地解释了 Dapr
与服务网格的差异和重叠。

概括：

总之，Dapr 作为一个多功能且事件驱动的运行时出现，为构建分布式应用程序提供了一个适合初学者的解决方案。凭借其便携性和对简化开发复杂性的重视，Dapr
使新手能够无缝地驾驭构建分布式系统的复杂性。作为初学者指南，这篇文章阐明了 Dapr
的基本功能，为开发人员踏上分布式应用程序开发领域的旅程提供了一个途径。