【Quarkus技術系列】「云原生架構體系」在云原生時代下的Java“拯救者”是Quarkus，那云原生是什么呢？

云原生時代下的Java"拯救者"

在云原生時代，其實Java程序是有很大的劣勢的，以最流行的spring boot/spring cloud微服務框架為例，啟動一個已經優化好，很多bean需要lazy load的application至少需要3-4秒時間，內存需要幾百M，業務邏輯稍微復雜一點點，沒有1G以上的內存是很難滿足業務的需要呢？

在討論夸克斯（Quarkus）之前，我們先了解一下什么是云原生。為什么說下一代Java云原生服務就是Quarkus？

云原生架構簡介

Cloud Native（云原生），這是一個既陌生又熟悉的名詞，它是 Matt Stine提出的一個概念，它是一個思想的集合，包括： DevOps、持續交付（Continuous Delivery）、微服務（MicroServices）、敏捷基礎設施（Agile Infrastructure）、康威定律（Conways Law）等。

Cloud Native（云原生）準確來說也是一種文化，更是一種潮流，它是云計算的一個必然導向，意義在于讓云成為云化戰略成功的基石，而不是障礙。

Cloud Native（云原生）的特點和方面：

技術（微服務，敏捷基礎設施）
管理（DevOps，持續交付，康威定律，重組等）

Cloud Native也可以說是一系列Cloud技術、企業管理方法的集合。

Cloud Native（云原生）的定義和概念

Cloud Native（云原生）是更好的工具、自我修復系統、和自動化系統的集合，可以讓應用和基礎設施的部署和故障修復更加快速和敏捷，極大的降低企業在云計算方面的部署成本。

目前業界公認的云原生主要包括以下幾個層面的內容。

容器，服務網格，微服務，不可變的基礎設施，公開的API都接近云原生相關概念。
云原生技術可以讓系統松耦合，支持彈性伸縮、可管理的、清晰的。

隨著容器、kubernetes、Serverless、FaaS技術的演進，CNCF（Cloud Native Computing Foundation ，云原生計算基金會）把云原生的概念更廣泛地定義為"讓應用更有彈性、容錯性、觀測性的基礎技術，讓應用更容易部署、管理的基礎軟件、讓應用更容易編寫、編排的運行框架等"，希望能夠讓開發者最好的利用云的資源、產品和交付能力。

云原生的發展歷程

2004 年 ~ 2007 年，Google 已在內部大規模地使用像 Cgroups 這樣的容器技術；
2008 年，Google 將 Cgroups 合并進入了 Linux 內核主干。
2013 年，Docker 項目正式發布。
2014 年，Kubernetes 項目也正式發布。
- Kubernetes項目發布的原因也非常容易理解，因為有了容器和 Docker 之后，就需要有一種方式去幫助大家方便、快速、優雅地管理這些容器，這就是 Kubernetes 項目的初衷。在 Google 和 Redhat 發布了 Kubernetes 之后，這個項目的發展速度非常之快。
2015 年，CNCF 成立。
- 由 Google、Redhat 以及微軟等大型云計算廠商以及一些開源公司共同牽頭成立了 CNCF 云原生基金會。CNCF 成立之初，就有 22 個創始會員，而且 Kubernetes 也成為了 CNCF 托管的第一個開源項目。
2017 年，CNCF 達到 170 個成員和 14 個基金項目。
2018 年，CNCF 成立三周年有了 195 個成員，19 個基金會項目和 11 個孵化項目，如此之快的發展速度在整個云計算領域都是非常罕見的。

云原生技術生態現狀

因此，如今我們所討論的云原生技術生態是一個龐大的技術集合。CNCF 有一張云原生全景圖（github.com/cncf/landsc… 200 多個項目和產品了，這些項目和產品也都是和 CNCF 的觀點所契合的。所以如果以這張全景圖作為背景，加以思考就會發現，我們今天所討論的云原生其實主要談論了以下幾點：

云原生基金會 —— CNCF

CNCF是目前云計算領域最成功的開源基金會之一，是 Kubernetes、 etcd、Envoy 等知名開源項目的托管基金會。

云原生技術社區

比如像 CNCF 目前正式托管的多個項目共同構成了現代云計算生態的基石，其中像 Kubernetes這樣的項目已經成為了世界首屈一指，非常活躍的開源項目；目前從 CNCF 畢業的項目有很多，例如Kubernetes 、Prometheus、Envoy、CoreDNS、containerd、Fluentd 。

云原生服務架構的原則

高可用架構設計的原則

可觀測：可以通過運行狀態和數據分析，實現可觀測模式下的運行狀態和運行數據分析。
可灰度：可以實現藍綠發布、AB測試、金絲雀發布機制等，實現數據服務的流量控制。
可回滾：可以實現服務的fallback和reback回滾方式。

提高架構可用性的設計原則

解耦：消息隊列、分布式隊列、服務拆分
冗余：異地容災、多點部署、主從切換
異構：sidercar模式進行分析和實現
異步：消息隊列、異步調用、響應式編程

微服務設計原則

盜用官方圖片一個：

原則一：完整性

功能完整性：功能內部邏輯獨立，外部依賴較少。

微服務完整性：服務里面的每個微服務都應能獨立完成具體的業務操作或者流程，都有明確的輸入、輸出和處理邏輯。

原則二：技術限制

需要使用事務一致性的功能需要放在一個微服務內，盡量避免分布式事務問題。

原則三：性能擴展

對于用戶使用頻率較高，性能要求較高的功能可單獨作為一個微服務，以便做多節點擴展提升性能。

原則四：耦合性

微服務和微服務之間盡量避免相互調用依賴。可以通過 RPC 遠程調用接口的方式，對于關聯性較高的功能，應放在同一個微服務內。

公共使用的功能可設計在一個公共微服務。比如日志功能，文件上傳功能以及一些底層技術組件等，可設計在一個微服務中。

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Quarkus云原生的標準

Quarkus可與常用Java標準、框架和庫協同工作，例如 Eclipse MicroProfile、Spring（作為 2020 年紅帽峰會追蹤的一個環節一起演示）、Apache Kafka、RESTEasy (JAX-RS)、Hibernate ORM (JPA)、Spring、Infinispan、Camel 等。