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云開發(fā)技術(shù)人員的挑戰(zhàn)：開發(fā)云應(yīng)用從何入手

發(fā)布時(shí)間: 2012/8/2 13:43:21

無(wú)狀態(tài)特性、服務(wù)器宕機(jī)、不同的數(shù)據(jù)庫(kù)類型以及云平臺(tái)不斷修改，這一切都對(duì)開發(fā)云應(yīng)用的技術(shù)人員構(gòu)成了挑戰(zhàn)，特別是對(duì)已經(jīng)習(xí)慣于開發(fā)傳統(tǒng)應(yīng)用的資深開發(fā)人員而言，挑戰(zhàn)更大。

云計(jì)算2009年仍然延續(xù)了它在2008年的熱度，不難預(yù)料，運(yùn)行在云上的應(yīng)用（以下簡(jiǎn)稱云應(yīng)用）肯定會(huì)越來越多，隨之而來的是，肯定會(huì)有越來越多的開發(fā)人員不得不考慮或者參與云應(yīng)用的開發(fā)。

云計(jì)算的本質(zhì)是通過互聯(lián)網(wǎng)訪問應(yīng)用和服務(wù)，這些應(yīng)用或者服務(wù)通常不是運(yùn)行在自己的服務(wù)器上而是由第三方提供。對(duì)云的開發(fā)者而言，在云計(jì)算模式下，盡管部署應(yīng)用時(shí)無(wú)需關(guān)心基礎(chǔ)設(shè)施方面的問題，但同時(shí)也帶來了一些新的問題，比如開發(fā)員不能用以前熟悉的方式調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用程序呈無(wú)狀態(tài)特性以及必須采用不同的開發(fā)框架等。

無(wú)狀態(tài)應(yīng)用和服務(wù)器宕機(jī)

“開發(fā)云應(yīng)用最大的挑戰(zhàn)是，軟件必須能根據(jù)應(yīng)用的需求自己調(diào)整和提供所需要的資源。”Sun云計(jì)算部門CTO Lew Tucker說，幸運(yùn)的是，借助云平臺(tái)提供的API，云應(yīng)用的開發(fā)人員可以從云的提供方申請(qǐng)更多的資源。

開發(fā)人員還必須進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，要認(rèn)識(shí)到很有可能在“云”中的服務(wù)器只是普通的服務(wù)器，微軟Azure云平臺(tái)副總裁Amitabh Srivistava說，“很有可能服務(wù)器會(huì)出問題，因此，你必須在開發(fā)云應(yīng)用時(shí)考慮冗余。”

開發(fā)云應(yīng)用時(shí)還必須考慮到Web應(yīng)用的無(wú)狀態(tài)特性（無(wú)狀態(tài)性是指客戶端和服務(wù)器端不必保存對(duì)方的詳細(xì)信息，服務(wù)器只需要處理當(dāng)前請(qǐng)求，而不必了解所有的請(qǐng)求歷史—編者注），Srivistava說，“如果你的程序要求保留狀態(tài)信息，程序在運(yùn)行過程中肯定會(huì)出問題。云計(jì)算的模式是，如果什么地方出了問題就終止它，然后另外再啟動(dòng)一個(gè)程序。只有保證每個(gè)應(yīng)用程序的運(yùn)行都是相對(duì)獨(dú)立的，也就是狀態(tài)無(wú)關(guān)，才能達(dá)到這一目標(biāo)。”

Srivistava進(jìn)一步解釋說，例如，在云中沒有本地磁盤這個(gè)概念，也沒有注冊(cè)，在無(wú)狀態(tài)的應(yīng)用中，這些參數(shù)都要被封裝起來打包在調(diào)用的參數(shù)中。

Sun公司Tucker提醒說：“無(wú)狀態(tài)保證了應(yīng)用程序簡(jiǎn)單，但是，要開發(fā)出真正有趣而且好用的應(yīng)用又需要一些狀態(tài)信息，比如我們必須保存用戶的信息以免要求用戶不停地登錄，這就是為什么我們?nèi)匀恍枰獢?shù)據(jù)庫(kù)或者其他一些什么東西來保存狀態(tài)的原因。”但是，有部分云上的應(yīng)用（如Web的前端）需要根據(jù)訪問量動(dòng)態(tài)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，必須是無(wú)狀態(tài)的。

云應(yīng)用的另外一個(gè)特點(diǎn)是：應(yīng)用程序的不同部分可能分別運(yùn)行在云的不同地方。例如，一個(gè)應(yīng)用程序的表現(xiàn)層可能運(yùn)行在Facebook，而其存儲(chǔ)部分可能運(yùn)行在亞馬遜的彈性存儲(chǔ)服務(wù)（S3）上，其應(yīng)用程序的邏輯部分又可能運(yùn)行在另外一個(gè)完全不同的地方。

“而以前程序員開發(fā)的程序都運(yùn)行在自己的服務(wù)器上。” Tucker說，“這就意味著，開發(fā)云應(yīng)用時(shí)必須重新考慮系統(tǒng)的架構(gòu)，特別是要考慮云應(yīng)用的大規(guī)模特性，不僅是用戶數(shù)量大，而且計(jì)算資源分布也很分散。”

Tucker補(bǔ)充說：“也不要把云應(yīng)用想得多么神秘。其實(shí)沒有什么訣竅，要開發(fā)可擴(kuò)展的云應(yīng)用，需要仔細(xì)地設(shè)計(jì)和規(guī)劃。”

不過，云平臺(tái)可以給我們提供一些幫助。在某些情況下，比如使用Google App Engine來開發(fā)某些特定的應(yīng)用時(shí)，程序自然就具有了可擴(kuò)展性，無(wú)需開發(fā)人員考慮。有時(shí)候，我們可以使用某些設(shè)計(jì)模式，這些設(shè)計(jì)模式可以用來為應(yīng)用程序提供擴(kuò)展能力。例如，亞馬遜彈性計(jì)算云（EC2）的Multiple Availability Zones，開發(fā)人員在這里可以把一個(gè)應(yīng)用部署到多個(gè)地方運(yùn)行。

“以前，只有大公司能做到這一點(diǎn)。” Kay Kinton公司的發(fā)言人說。EC2有一種稱為彈性IP的功能，它能快速建立一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)地址的映射，把準(zhǔn)備發(fā)送給失敗的應(yīng)用實(shí)例的請(qǐng)求轉(zhuǎn)給一個(gè)有效的實(shí)例。

不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)

在云應(yīng)用中，抽象和無(wú)狀態(tài)在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問時(shí)也同樣適用。“例如，Azure就給程序員開發(fā)人員提供了一種與訪問標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)完全不同的方式。”Benjamin Day咨詢公司總裁Ben Day說，“Azure的存儲(chǔ)引擎也沒有使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，因此以前開發(fā)應(yīng)用時(shí)所采用的很多方法在開發(fā)云應(yīng)用時(shí)就行不通了。”

他還以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)過程為例來說明，在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，查詢邏輯與實(shí)際的數(shù)據(jù)位置很近，編程者可以明確知道數(shù)據(jù)在哪里、保存在哪些設(shè)備上，而在Azure云中，這個(gè)前提不再存在。

“云應(yīng)用在訪問數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)的困難在于，無(wú)法保證你要讀取的數(shù)據(jù)庫(kù)在某一指定的位置或者數(shù)據(jù)中心或者某一指定的設(shè)備上，”Day說，“因此，最終你只能使用最基本的SQL查詢語(yǔ)句，而很多存儲(chǔ)過程由于與數(shù)據(jù)庫(kù)的具體類型密切相關(guān)而不能使用。”

另外，Day補(bǔ)充說，Azure的存儲(chǔ)引擎也與微軟規(guī)劃中的SQL Server的云版本SQL數(shù)據(jù)服務(wù)（SQL Data Services）有很大區(qū)別，因此，開發(fā)人員需要了解自己到底是在使用哪個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)引擎。例如，Azure把一個(gè)1MB的文件作為一個(gè)Blob類型的數(shù)據(jù)保存，而SQL Server中會(huì)把這個(gè)文件保存在一張表（table）中。

開發(fā)云應(yīng)用與普通應(yīng)用在訪問數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)有明顯區(qū)別的并不僅僅只有Azure，使用Google App Engine時(shí)也有同樣的問題。

Google的App Engine產(chǎn)品經(jīng)理Pete Koomen介紹說：“Google App Engine不僅對(duì)實(shí)際的物理硬件進(jìn)行了抽象，而且對(duì)關(guān)于設(shè)備的所有概念都進(jìn)行了抽象。”這保證了開發(fā)人員把代碼上傳到Google以后，Google可以把這些代碼和數(shù)據(jù)庫(kù)分開管理。“因?yàn)镚oogle把其中的很多流程都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，因此，開發(fā)人員必須遵循一定的規(guī)則，這些規(guī)則與我們以前在傳統(tǒng)的SQL模式下的規(guī)則有很大區(qū)別。”

在使用App Engine時(shí)，開發(fā)人員把那些要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Google的大表（Big Talbe）。“大表不是SQL數(shù)據(jù)庫(kù)。我們之所以使用大表而不用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，原因在于SQL數(shù)據(jù)庫(kù)要支持很多功能（例如Join功能）,這使得我們要把一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)放到多臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行非常困難。”

“在使用我們的系統(tǒng)開發(fā)云應(yīng)用時(shí)，我們會(huì)提供一個(gè)編程模型，并從一開始就鼓勵(lì)程序員們采用一些反常規(guī)的方式，比如，開發(fā)人員會(huì)在一次存儲(chǔ)過程中把數(shù)據(jù)分散保存在多個(gè)位置。”他說，這樣做的好處是保證應(yīng)用程序在執(zhí)行查詢時(shí)效率非常高。

Koomen對(duì)在云環(huán)境中使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)持反對(duì)態(tài)度。他說:“我們發(fā)現(xiàn)在訪問量很大的情況下，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)非常難于管理，為了解決高訪問量帶來的一系列問題，程序員不得不投入大量的時(shí)間和精力。”

必須習(xí)慣于變化

咨詢公司Model Metrics曾幫助客戶在Salesforce.com和其他一些平臺(tái)上部署了云應(yīng)用。它們發(fā)現(xiàn)云應(yīng)用開發(fā)和B/S應(yīng)用開發(fā)的一個(gè)主要區(qū)別是，“云上的應(yīng)用改變要快得多。” Model Metrics的CTO John Barnes說，“例如，Salesforce.com一年要出好幾次新的版本，每個(gè)新版本中很可能都會(huì)有值得一用的新功能和新特性。”

Barnes建議，“作為一名云應(yīng)用的開發(fā)人員，你必須在技術(shù)上與云平臺(tái)保持一致，必須關(guān)注很多技術(shù)博客，也要積極參加一些網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)。”

開發(fā)人員還應(yīng)該了解不同的設(shè)計(jì)模式，例如最終一致性（Eventual Consistency，最終一致性是一種一致性的模型，用于并行編程，例如分布式共享內(nèi)存和分布式交易。最終一致性指的是，在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，如果沒有更新的話，所有的更新都會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行傳播，最終保證所有數(shù)據(jù)的拷貝都是相同的—編者注）。采用這種設(shè)計(jì)模式時(shí)，如果程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行了修改，也許要在幾毫秒之后才能在數(shù)據(jù)庫(kù)中反應(yīng)出來，“這種設(shè)計(jì)模式帶來的結(jié)果是，很可能從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出的不是最新的值，”Barnes說，“由于諸如此類的原因，程序員開發(fā)云應(yīng)用時(shí)編程方式會(huì)有一些不同。”

本文出自：億恩科技【www.23lll.com】

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