关于云原生:TAP-文章系列11-利用-TAP-实现应用云调试与面向开发者的应用运行状态监控

从云原生平台的广泛应用谈起......

云原生平台，特地是以Kubernetes为代表的容器调度平台，曾经失去了十分疾速的遍及。各行业企业的数据中心，纷纷调研并落地适宜各自企业现状的Kubernetes云原生利用平台；然而遗憾的是，很少有企业在落地并施行Kubernetes云原生利用平台的时候，思考如何升高因为云原生平台所带来的开发阶段的额定利用开发成本。

咱们能够简略的将开发阶段（或者定义为开发闭环 Inner Loop）的流动，分成上面几个次要板块：

●Learn的阶段

随着微服务软件架构与DevOps的衰亡，以及互联网大厂所引领的 “you build it, you run it”，这样的理念的推广，利用开发团队的职责，越来越向传统基础架构所负责的畛域延展，包含：设计，开发，测试，打包，运行利用。

为了无效的实际这样的实践，利用开发团队须要及早学习并相熟利用理论的物理运行计算环境；在云原生K8S平台的宽泛遍及下，意味着开发团队须要学习并相熟基于K8S的利用部署平台，利用这样的平台进行利用的开发、调试，甚至进而打包并部署利用到K8S环境中，并提供精益运维的反对；

可事实是，随着K8S平台的实际，越来越多的开发团队意识到，间接基于K8S 平台提供的接口进行开发流动，重大影响开发团队的开发效率；因而，退而求其次，开发环境采纳桌面版的容器环境，例如：Docker/Docker Compose，集成测试、生产环境用K8S平台。这种环境的差别，特地是在微服务架构的利用开发、部署、运维场景下，为前期精益运维引入了微小的危险；更重大的是，有的利用零碎十分的简单，桌面版的容器环境没法满足利用算力的需要，不得不依赖近程的K8S平台进行开发流动，依然会产生开发效率降落的问题。

Tanzu Application Platform 提供了一个服务层，将K8S的接口屏蔽在了这个服务层之下；利用TAP的服务层接口，开发团队能够疾速的发展利用的日常开发、测试、部署等流动。
须要阐明的是，本文次要关注在开发，调试阶段如何利用TAP服务层的疾速调试API，帮忙开发工程师，利用本地或近程的K8S进行利用的开发，调试流动；如果须要理解TAP服务层提供的推送利用API、Bind Backing Service等API的需要，请参考系列文章的其它主题。

●Discovery and Start 的阶段

开发团队在这个阶段，通过 DDD（Domain Driven Design）学习并造成各个子系统的边界、Boris剖析子系统间的调用与依赖、SnapE记录子系统的接口规格与形容；同时，学习部署零碎的计算平台的基本功能已帮忙解决利用零碎的可用性等非性能个性；对于基于Kubernetes平台部署的云原生利用零碎，意味着开发团队须要调配贵重的开发工夫，让团队成员相熟Kubernetes平台的基本功能。

Tanzu Application Platform能够极大的升高开发团队成员学习Kubernetes的门槛，将利用在Kubernetes环境中的开发、调试、部署与拜访集成到开发团队相熟并宽泛应用的IDE（Integrated Development Environment）中，实现升高开发工程师基于Kubernetes开发利用的门槛。

●Code、Test、Debug 工作流

这个阶段是开发团队的次要日常工作。一个广泛的广为承受的想法和指标，就是尽量让开发团队专一于畛域需要的业务代码开发。
但咱们发现在基于K8S云原生平台的开发过程中，很少有开发团队在日常的开发中，基于K8S平台来进行日常的开发、调试等工作流程。一个最为奢侈的起因，从批改代码，到构建 OCI image镜像，到拆卸K8S yaml，再到最初的部署，公布利用，拜访代码实现批改的后果，这一系列操作下来，至多须要15到20分钟。更麻烦的是如何利用开发工程师相熟的IDE进行利用的K8S近程断点调试呢？斗争的后果，就是开发团队依然利用已有的工具，利用桌面环境，利用Docker工具栈，发展Code、Test、Debug的日常工作。对于简单的微服务利用，或者受限于内部零碎依赖， 再或者受限于桌面算力，必然影响开发团队的开发效率。

Tanzu Application Platform 专门针对开发团队应用K8S云原生环境进行利用的开发、测试、调试的场景，利用开源社区提供的 Tilt 工具，联合 TAP Developer Tools Extensions 以及IDE开发工具3重劣势，尝试解决开发团队无效利用K8S进行微服务开发、测试、Debug的日常需要。这也是本文重点分享的内容。

利用TAP实现利用云调试

基于之前的背景铺垫，期待大家可能意识到，在云原生下的微服务利用开发循环（inner loop）阶段，在必要的状况下，利用与利用部署的QA或者预生产环境相近似的Developer K8S环境进行开发、测试、调试，可能极大的晋升开发效率同时缩小将来可能因为环境的差别导致的测试、部署上的危险。

接下来，咱们会利用Tanzu Application Platform 利用开发调试 Developer API，以及开源 Tilt 工具、VS code IDE 、Tanzu Developer Tools Plugin，给大家演示如何利用TAP所提供的工具链，帮忙开发团队实现疾速，便捷的K8S利用云调试。

装置筹备工作

如下图所示，在利用TAP实现利用的云调制之前，须要筹备一下TAP环境以及必要工具：

• 筹备基于Dev角色的桌面或近程TAP Enabled K8S集群

对于基于角色的TAP Dev环境装置，请参考系列文章的TAP装置篇，本文不在赘述；

• 桌面IDE开发环境的筹备，目前TAP v1.1 反对的IDE是反对Java开发环境的VSCode，后续版本会持续退出Eclipse与Intellij的IDE的plugin反对；

1.通过 Tanzu Network 官方网站下载 Tanzu Developer Tools for Visual Studio Code；
2.关上VS Code IDE

a.运行“Extensions: Install from VSIX…”.
b.抉择扩大文件：tanzu-vscode-extension.vsix.

装置胜利后，Reload VSCode

留神：VSCode 的 Tanzu Application Platform Plugin的装置详情请参考官网手册；
失常装置 Tanzu Developer Tools extension 会同时装置如下Plugin：
-Debugger for Java

• Language Support for Java(™) by Red Hat
  -YAML extensions
  留神：如果任何依赖的Plugin装置失败，请参考官网装置手册，从新手工装置这3个Plugin；
  3.请安下图操作，确认 Language Support for Java is running in Standard Mode。
  
• 在桌面环境中装置 Tilt v0.24.0或以上版本；
• VSCode 的Tanzu Developer Tools extension 的全局配置；

1.如果您的桌面环境能够拜访多个K8S集群，请启动VSCode的时候，确保其援用正确的装置有TAP 的K8S环境；
2.启动 VSCode后，点击菜单 File -> Preferences -> Settings -> Extensions -> Tanzu ;
3.在以后的配置页面，配置如下参数：

• Source Image (必选配置)：TAP Developer Plugin会将以后我的项目环境的源代码我的项目打包，格局为OCI image并推送到本地镜像仓库。这么做的目标是比照前后我的项目的变动，已决定如何疾速更新近程K8S环境中运行的利用。配置举例：your-registry.io/project/tanzu-java-web-app-source。
• Local Path (可选配置)：配置以后我的项目环境的本地门路，默认配置：current directory 。
• Namespace (可选配置)：配置利用推送的K8S Namespace的租户空间，默认配置：以后桌面环境的kubeconfig文件中设定的Namespace。

我的项目工程 Tiltfile 配置文件

通过 Tanzu Developer Tools Extension 以及 本地Tilt 工具，进行Java利用的云端(K8S)调试，须要筹备一个叫 Tiltfile 的配置文件；这个文件能够利用 Tanzu Developer Tools Extension提供的模板进行创立和定制化；
如图所示：

1.在我的项目工程的根目录，创立一个叫 Tiltfile 的空白文件；
2.在文件的空白处，敲入 ti，Tanzu Developer Tools Extension会主动提醒Tiltfile的模板，Tab能够主动填充；
3.依据我的项目的理论状况，进行模板的定制化，如下图：

利用TAP进行Java利用的云调试 - 近程利用自动更新

利用/服务开发工程师日常开发工作，最常常的工作就是编写代码、编译、打包、部署与验证后果。这样的工作流程在云原生(K8S)的开发平台下，变的耗时耗力；上面咱们演示利用TAP Developer Tools Extensions 使得开发工程师在云原生的环境下，能够像传统开发环境一样的进行日常的开发工作。

1.启动 Tilt 环境，如下图：

2.(Optional) 启动 Tilt Dashboard

3.第一次启动利用调试，依赖我的项目的规模，以及TAP平台架构师提供的云环境的流水线的配置，须要肯定的工夫实现利用从构建，到部署，以及最初的拜访；例如下图，是作者的TAP环境，利用部署的流水线配置：

留神：
只管在本文，咱们始终强调的是TAP PaaS平台如何帮忙开发团队、开发工程师利用TAP疾速开发、迭代云原生的应用程序；咱们同时也思考并实际如何利用DevSecOps的理念，将局部Security、Ops相干的工作，左移到开发阶段；作为TAP的平台架构师，能够将平安相干的工作，例如：代码CVE扫描、容器镜像扫描退出到开发阶段的开发、调试流水线中；一个不言而喻的益处，在不影响开发工程师日常工作流程的前提下，提前将平安相干的最佳实际退出到开发阶段以缩小前期因为平安、审计而导致的我的项目延期；

4.拜访利用URL

通过上图，能够看到，利用TAP Developer Tools Extension，开发工程师无需被裸露在K8S云原生的环境下，就能够进行利用的开发与调试工作；
当然，如果的确须要利用K8S的native 命令，进行调试，也能够不便的进行操作，如下：

5.利用开发的Iterate，即批改代码，测试后果
例如：批改如下的代码

至于具体的代码，重点关注红框中的工夫 tag，咱们能够察看到，从Save代码的变更，到拜访URL，只用了极短的工夫 (4ms)；通过测试，根本跟工程师利用本地环境进行开发、测试工夫大体雷同。

利用TAP进行Java利用的云调试 - 近程设置断点

断点调试，开发工程师开发利用最根本的技能与工作，在基于云原生(K8S)的环境下，变得异样的生疏与简单。利用TAP Developer Tools Extension for IDE (VSCode) 开发工程师能够在必要的状况下，利用IDE的断点调试能力，通过 TAP Developer Tools Extension，对运行在K8S云原生环境下的利用，进行相似桌面程序开发体验相似的云断点调试性能。

具体的操作如下：

1.IDE (VSCode) 的TAP Developer Extension的配置跟前文提到的过程统一；
2.利用 workload.yaml ，右键性能菜单，抉择 Tanzu: Java Debug Start；

3.利用 IDE 的断点调试能力，进行失常的断点的设置，调试；如下图：

利用TAP实现面向开发的利用运行状态监控

国内外互联网大厂，始终都在布道云原生 DevOps 或者 Google SRE，其中有一句最经典的话：”you build it, you run it”；然而具体到如何成功实践这样的理念，一个最奢侈的需要：将生产环境中的利用运行状态展现给开发团队。这样的一个奢侈的需要，其实对基础架构是十分有挑战的工作：

1.开发团队对运行中的利用须要展现什么样的信息？基础架构通常的集中观测/监控/预警平台提供的各种监控图表，Trace，Log等信息，是否间接裸露给开发团队来应用？这种集中式的平台，培训工作如何开展？

2.运行在生产环境中的利用，在传统的基础架构部门的治理下，是否凋谢给开发团队成员去拜访？会不会产生运维平安问题？

Tanzu Application Platform GUI 为开发团队提供了一个ReadOnly的、面向开发工程师的利用状态展现面板(Application Live View)。
在这里，ReadOnly 的目标显然是打消生产环境运维团队的顾虑，对于开发工程师来说，一个只读的利用运行状态展现面板，大多数的状况下，曾经能够帮忙开发团队发展故障排查，利用运行调优、产品精益等流动；另外，面向开发工程师的利用状态展现/监控面板，除了大家比拟相熟的CPU利用率、Memory应用趋势等惯例指标以外，利用过后的申请RPS、Response Time、Delay、线程池状态、利用运行时的环境变量等等，对开发工程师排查故障都是十分重要的信息。

另外，Tanzu Application Platform GUI基于Spotify 开源我的项目Backstage 进行的定制化开发，意味着开发团队，能够基于Backstage的Plugin机制，定制合乎本人团队、组织的利用运行状态展现面板；

上面的图示，是基于TAP v1.1为大家展现几个典型利用运行状态信息：

1.进入 SpringBoot利用的部署Pod页面

2.通过App Live View 从 Information Category中抉择你关怀的运行状态信息；

3.下图展现利用运行时的Env信息，对利用故障排查至关重要：

4.Log Levels可在非凡状况下长期动静调整以后利用实例的Log输入级别；

5.SpringBoot Actuator 利用运行状态展现

6.HTTP申请状态展现

更多的利用运行状态信息，读者能够尝试参考之前提供的TAP装置配置文档进行装置并体验，可能获取到比本文中提到的更多的利用检测状态信息的展现，并领会到TAP给企业级利用带来的可观测性的价值。

文章小结：

基于云原生平台或者说K8S平台，进行利用的日常开发、调试，以后在业界还处于刚刚开始的阶段，然而倒退十分迅猛；只管目前很多的开发团队，特地是传统企业开发团队，利用桌面的计算环境进行开发还是以后的支流；然而咱们曾经留神到，越来越多的企业，在实际以微服务架构进行新业务利用的开发过程中，对利用工具、IDE实现云调试也越来越期待；

VMware TAP PaaS平台在反对开发人员实现应用程序的云调试的这种个性，可能给诸多企业用户软件开发人员带来更好的开发体验。

此外，Tanzu Application Platform是一款面向开发的，高度可扩大的利用PaaS平台。还有很多“乏味”能力期待大家的挖掘。请继续关注TAP系列文章的其它专题；

作者简介：

毕建华，VMware大中华区利用现代化部门高级解决方案架构师。多年来始终从事云原生相干畛域工作，包含零碎设计以及参加多种容器调度平台开发，部署，运维工作；包含，基于Mesos、DCOS平台，开发Dbaas框架；
参加Kubernetes开源我的项目KUDO的开发与推广；
CNCF认证CKA工程师；
VMware认证Spring Professional工程师

起源｜公众号：VMwareTanzu云原生