譯者序

當我們討論云原生時，究竟在討論什么？這些年來我一直在思索這個問題，大家的觀點可能不盡相同。三年前從我翻譯了第一本云原生領(lǐng)域的圖書開始，陸續(xù)參與翻譯和創(chuàng)作了一系列云原生作品，同時通過對云原生領(lǐng)域的開源項目、社區(qū)、基金會、應(yīng)用云化過程的參與和觀察，我得出了下面的結(jié)論 ：云原生是一種行為方式和設(shè)計理念，究其本質(zhì)，凡是能夠提高云上資源利用率和應(yīng)用交付效率的行為或方式都是云原生的。云計算的發(fā)展史就是一部云原生化的歷史。云原生是云計算適應(yīng)社會分工的必然結(jié)果，將系統(tǒng)資源、底層基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用編排交由云平臺管理，讓

開發(fā)者專注于業(yè)務(wù)邏輯，這不正是云計算長久以來孜孜以求的嗎？云原生應(yīng)用追求的是快速構(gòu)建高容錯性、彈性的分布式應(yīng)用，追求極致的研發(fā)效率和友好的上線與運維體驗，隨之云原生的理念應(yīng)運而生，它們天生適合部署在云上，可以最大限度地利用云計算帶來的紅利。

在此之前我曾翻譯過幾本云原生主題的圖書，其中 Cloud Native Go 的作者 Kevin Hoffman，《云原生 Java》的作者 Josh Long，他們都來自 Pivotal 或曾在Pivotal 工作多年，當看到此書時，我驚奇地發(fā)現(xiàn)，作者 Cornelia Davis 同樣來自這家公司，Pivotal 真可謂是云原生的“黃埔軍�！�。此書的內(nèi)容跟以往的云原生圖書有所不同，對于模式的梳理標新立異，因此我立即聯(lián)系了電子工業(yè)出版社的張春雨編輯。經(jīng)他了解到張若飛正在翻譯此書，此前我與他合作翻譯了《云原生 Java》，本書算是我跟他的第二次合作，他翻譯圖書的精準和高效著實讓我佩服，我們各自

翻譯了本書一半的內(nèi)容。

人人都在討論云原生，但是究竟如何實現(xiàn)卻莫衷一是。本書主要關(guān)注的是云原生應(yīng)用的數(shù)據(jù)、服務(wù)與交互，即應(yīng)用層面的設(shè)計模式，這些模式穿插于本書第 2 部分的各個章節(jié)中，基本覆蓋了云原生應(yīng)用的各個方面，并將理論與實踐結(jié)合，帶領(lǐng)讀者使用 Java 實現(xiàn)了一個云原生應(yīng)用。

同時還要感謝 ServiceMesher 社區(qū)、云原生社區(qū)的成員及志愿者們對于云原生在中國的發(fā)展做出的貢獻，你們的鼓勵和支持是我在云原生領(lǐng)域不斷努力和探索的動力。本書的翻譯難免有一些紕漏，還望讀者指正。

宋凈超 2020 年 7 月 4 日于北京

序

六年來，我有幸與 Nicole Forsgren 和 Jez Humble 合作編寫了《DevOps 現(xiàn)狀報告》（State of DevOps Report），該報告收集了來自三萬多名受訪者的數(shù)據(jù)。這份報告給我的最大啟示之一就是軟件架構(gòu)的重要性 ：高效能團隊的架構(gòu)能夠使開發(fā)人員快速、獨立、安全、可靠地開發(fā)、測試和部署軟件，從而為客戶不斷創(chuàng)造價值。

幾十年前，我們可以開玩笑地說，軟件架構(gòu)師只擅長使用 Visio、繪制 UML 圖表以及制作沒人看的 PowerPoint 幻燈片，但今非昔比，大量企業(yè)在市場上的成敗取決于它們所開發(fā)的軟件。應(yīng)該說，沒有什么比它們每天必須使用的架構(gòu)更能影響開發(fā)人員的日常工作了。

本書填補了理論與實踐之間的一段空白。事實上，我認為只有少數(shù)人可以將它寫出來。Cornelia Davis 是極其合適的人選，她曾在攻讀博士學位時學習了編程語言，對函數(shù)式編程和不可變性產(chǎn)生了濃厚的興趣，擁有數(shù)十年大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)驗，并且?guī)椭�大型軟件企業(yè)獲得過巨大的成功。

在過去的五年中，我多次聯(lián)系她尋求幫助和建議，我們經(jīng)常討論有關(guān)諸如CQRS 和事件源模式、LISP 和 Clojure 語言（我最喜歡的編程語言）、命令式編程和狀態(tài)的危險性，甚至像遞歸這樣簡單的事情。

本書的亮點在于 Cornelia 不僅僅從模式入手。她從模式的基本理論開始，然后通過論證（有時通過邏輯或者流程圖）來證明它們的有效性。除了理論本身，她還通過 Java Spring 框架一個一個地實現(xiàn)了這些模式，以便讓你更好地理解這些知識。

我發(fā)現(xiàn)，這本書兼具娛樂性和教育性，并且使我對大量以前只是略知皮毛的知識有了更深入的了解。我現(xiàn)在致力于通過 Clojure 語言來實現(xiàn)她的示例，以證明我可以將這些知識付諸實踐。

本書可能會讓你聯(lián)系起一些令人感到興奮甚至驚訝的概念。對我而言，其中一個概念就是無論是面向切面的編程（AOP）、Kubernetes 的挎斗（sidecar）模式，還是 Spring Retry 注入，都是為了統(tǒng)一處理橫切關(guān)注點（cross-cutting concerns）。

希望你能像我一樣喜歡這本書！

— Gene Kim，研究員以及 The Phoenix Project、The Devops Handbook 和 Accelerate 的聯(lián)合作者

前言

我的職業(yè)生涯始于圖像處理。我曾在休斯飛機公司（Hughes Aircraft）的導(dǎo)彈系統(tǒng)部工作，研究紅外圖像處理，處理邊緣檢測和幀與幀之間的關(guān)聯(lián)。（這些功能在如今的手機應(yīng)用上無處不見，這都要歸功于 20 世紀 80 年代的研究�。�

我們在圖像處理中常用的計算之一是標準差。我從來不羞怯于提出問題，而我早年經(jīng)常問的一個問題就是關(guān)于標準差的。我的一個同事總是會寫下標準差的公式。真見鬼，三個月過去了，這個公式我大概已經(jīng)寫了六遍。

我真正想問的是 ：“在這種情況下，標準差究竟意味著什么？”實際上，標準差是用來定義什么是“正常的”，這樣我們可以尋找離群值。如果我正在計算標準差，然后發(fā)現(xiàn)了超出正常值范圍的情況，那么是否表示我的傳感器可能出現(xiàn)了故障，并且我需要舍棄這一幀圖像，還是表示它暴露了潛在敵人的行動？

所有這些與云原生有什么關(guān)系？沒有。但這一切與模式有關(guān)。正如你所見，我雖然知道這個模式（標準差計算），但是由于當時缺乏經(jīng)驗，所以不知道何時以及為什么要使用它。

在本書中，我將向你介紹云原生應(yīng)用程序的多種架構(gòu)模式，是的，我將向你展示許多的“公式”，但是為了說明何時及為何使用這些模式，我會在介紹上下文環(huán)境上花費更多的時間。實際上，模式通常并不那么困難（例如，第 9 章介紹的請求重試模式很容易實現(xiàn)），困難的是決定何時應(yīng)用某個模式，以及如何正確地應(yīng)用該模式。

在應(yīng)用這些模式時，你需要了解很多的上下文環(huán)境，并且坦率地說，這些環(huán)境有可能很復(fù)雜。

那么上下文環(huán)境是什么呢？從根本上來說，它是一個分布式系統(tǒng)。當我三十多年前開始工作時，并不認識很多從事分布式系統(tǒng)工作的人，在大學也沒有學過分布式系統(tǒng)的課程。沒錯，雖然人們在這個領(lǐng)域中工作，但說實話，這是一個非常小的領(lǐng)域。

如今，絕大多數(shù)軟件都是分布式系統(tǒng)。軟件的某些部分在瀏覽器中運行，而另一些部分在服務(wù)器上運行，或者我敢說，在一大堆服務(wù)器上運行。這些服務(wù)器可能在你公司的數(shù)據(jù)中心運行，也可能在俄勒岡州普萊恩維爾的一個數(shù)據(jù)中心運行，或者同時在兩地運行。所有這些都是通過網(wǎng)絡(luò)（可能是互聯(lián)網(wǎng)）進行通信的，而且軟件的數(shù)據(jù)也很可能是分布式的。簡單地說，云原生軟件是一個分布式的系統(tǒng)。此外，事情在不斷變化 — 服務(wù)器正在不斷下架，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常中斷（即便是非常短暫的中斷），存儲設(shè)備可能會在沒有任何警告的情況下崩潰 — 即使是這樣，我們依然希望軟件能夠繼續(xù)正常運行。這是一個非常具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境。

但是這完全是可控制的！本書的目的就是幫助你理解這種上下文環(huán)境，并為你提供一些工具，讓你成為一名精通云原生的架構(gòu)師和開發(fā)人員。

我從來沒有像現(xiàn)在這樣感受到如此劇烈的腦力激蕩。這在很大程度上是因為技術(shù)領(lǐng)域正在發(fā)生重大變化，而云原生就是這個變化的核心。我絕對熱愛我所從事的工作，我希望每個人，尤其是你，也能像我一樣喜歡編寫軟件。這就是我編寫這本書的原因 ：我想與你分享整個行業(yè)正在面臨的那些瘋狂而又酷炫的問題，幫助你踏上解決這些問題的旅程。我很榮幸有機會與你一起踏上云原生之旅，哪怕是在其中扮演一個小小的配角。

我的云原生之旅始于 2012 年，當時我的老板 Tom Maguire 讓我開始研究 PaaS（平臺即服務(wù)）。作為 EMC CTO 辦公室架構(gòu)組的一員，關(guān)注新興技術(shù)對我們來說并不新鮮 — 但是，這一次終于成功了！我將永遠感激 Tom 給了我探索的動力和空間。

到 2013 年年初，我已經(jīng)學到了足夠多的東西，預(yù)見到未來我會在這個領(lǐng)域工作，而隨著 Pivotal Software 公司的創(chuàng)立，我有了一個工作的地方。首先，我要感謝 Elisabeth Hendrickson，感謝她在我還在 EMC 的時候就邀請我參加 Cloud Foundry會議，感謝她把我介紹給 James Watters。我經(jīng)常說，我做過的最好的職業(yè)選擇是為James 工作。我感謝他給了我很多機會，感謝他的信任讓我全身心投入工作，感謝與他大量的深度對話讓彼此共同理解了什么是云原生，以及感謝我們之間六年的深厚友誼。

我很感恩自從 Pivotal 公司成立我就加入了公司，和這么多聰明、敬業(yè)、善良的同事一起學習。我要感謝 Elisabeth Hendrickson、Joshua McKenty、Andrew Clay-Shafer、Scott Yara、Ferran Rodenas、Matt Stine、Ragvender Arni，以及其他許多人（如果我漏掉了任何人，請原諒）幫助我學習，并與我一起度過我人生中最美好的六年！

我還要特別感謝 Pivotal 公司，特別是 Ian Andrews 和 Kelly Hall，感謝他們贊助了《云原生基礎(chǔ)》（Cloud-Native Foundations）迷你書。

我從許多同行那里學到了很多知識，無法一一列舉，但是感謝每一個人。我特別想感謝 Gene Kim。我還記得我們見面的那天晚上（再次感謝 Elisabeth Hendrickson，感謝她促成了我們那次會面），我立刻意識到，我們將合作很長一段時間。我感謝Gene 給了我在 DevOps 企業(yè)峰會（DevOps Enterprise Summit）上與他共事的機會，通過那次峰會，我認識了許多在不同公司工作的創(chuàng)新