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python-37-python微服務框架Nameko

編輯：Python

Python微服務框架nameko的簡單使用
推薦一款 Python 微服務框架 - Nameko

微服務框架有Istio、Dubbo和nameko三種：
一、Istio
Istio是一個用來連接、管理和保護微服務的開放平台，使用Istio可以建立已部署服務網絡，且Istio具備負載均衡、服務間認證、監控等功能。

二、Dubbo
Dubbo是一個利用同步通信實現的分布式微服務框架，其致力於提供高性能和透明化的RPC遠程服務調用方案，以及SOA服務治理方案。

三、nameko
nameko是一個利用異步通信方式實現的微服務框架，其采用RabbitMQ消息隊列作為消息中間件，原理簡單，使用方便。

在後端開發方面，Java的使用呢要遠比Python廣泛，所以Java的微服務框架非常流行，但Python的微服務框架卻很少有人問津。在大多數需要微服務的場合下直接用Java的各種工具就可以解決問題，但如果業務代碼使用Python寫的，那麼使用Java工具就不太方便了。
其實Python也有自己的微服務框架，其中用的最多的就是nameko，nameko框架輕便，使用簡單，易上手，是一個很不錯的微服務框架。

1 微服務

1.1 什麼是微服務

首先假設要做一款簡化版的微信產品，它只有如下幾個功能。那麼你的初期系統設計應該是這樣的：
(1)微信單體架構

隨著時間的遷移，跨年夜，同一時刻，很多人都在發朋友圈，朋友圈接口訪問量很大，服務器訪問峰值瞬間沖頂，那麼我們可以開始做集群操作，也就是整一個服務器做集群操作。

那麼我們的注冊登錄接口、支付接口、聊天接口也有了一個復制集，但此刻這幾個接口其實並沒有很大的訪問量，那我們能不能只將朋友圈的接口做擴容呢？答案當然是可以的，基於微服務架構進行擴容。
(2)微服務架構

直接水平擴展朋友圈服務，如下圖，峰值壓力有所緩解。

然而在各個功能拆解成一個個的服務之後，由客戶端直接訪問各個微服務，這樣就直接將我們的服務暴露了出來，客戶端也需要定制相應的訪問策略。這樣的設計還是沒有那麼友好。那麼，我們能不能將所有微服務統一到一起呢？且看下圖：
(3)微服務架構Plus

在這張示例圖中，多了一個API Gateway模塊，那API網關是用來干嘛的呢？一般情況下 API 網關有以下任務：路由，安全，限流，緩存，日志，監控，重試，熔斷等，然後服務層就純粹的做業務，也能夠很好的保證業務代碼的干淨，不用關心安全，壓力等方面的問題。

(4)微服務的特征與優勢
微服務特征：單一職責；輕量級的通信；隔離性，運行在自己的進程中，不會相互干擾；有自己的數據，數據的獨立性，每個微服務都有自己的數據庫；技術的多樣性，選用適合的技術做合適的事。

一個微服務就負責某一個職責，就像朋友圈服務，它就只負責朋友圈的增刪查功能，與其他服務獨立開來，可以選用不同的技術語言，來滿足不同的需求。

微服務的優勢：獨立性、敏捷性、技術棧靈活、高效團隊。

(5)微服務的不足
額外的工作、數據一致性、溝通成本、debug 單元測試困難、需要額外工作。

1.2 微服務框架原理

微服務架構最重要的就是使用什麼方式進行服務間通信(也稱作服務調用)，按照通信方式的不同，主要可以分為同步通信和異步通信兩種方式：

1.1.1 同步通信

同步調用比較簡單，一致性強，但是容易出調用問題，性能體驗上也會差些。同步通信最常用的兩種協議是RESTful和RPC，而目前使用最廣泛，最有名的兩種微服務框架Spring Cloud和Dubbo分別使用了RESTful和RPC協議。RESTful和RPC兩種協議各有優勢，具體使用要看業務場景。

Dubbo框架是一個非常流行的采用同步通信的分布式微服務框架，下圖就是Dubbo框架的工作原理圖：

首先一個微服務應用程序需要有服務的生產者和服務的消費者，另外還需要一個注冊中心(常見的有zookeeper和RabbitMQ等)來管理和調度服務。

微服務架構的程序運行的一般步驟為：
(1)服務提供方，即生產者啟動服務，並將服務提交到注冊中心注冊服務。
(2)服務需求方，即消費者連接到注冊中心，向注冊中心發出請求，申請需要的服務。
(3)注冊中心根據消費者發出的請求來調度服務，將對應的服務提供者(生產者)的信息發送給消費者。
(4)消費者和生產者之間建立連接，消費者調用服務。
(5)記錄服務調用過程中的信息。

1.1.2 異步通信

異步通信一般通過消息中間件來進行服務間通信，消息中間件能為調用之間提供的緩沖，確保消息積壓不會沖垮被調用方，同時能保證調用方的服務體驗，繼續干自己該干的活，不至於被後台性能拖慢。不過需要付出的代價是一致性的減弱。

Nameko框架就是一個采用異步通信方式的微服務框架，采用RabbitMQ消息隊列作為消息中間件，原理非常簡單，使用起來也很方便。

2 基於Nameko框架的微服務程序

2.1 安裝注冊中心RabbitMQ

Nameko采用RabbitMQ作為注冊中心，所以使用Nameko必須要先安裝RabbitMQ。

以docker容器的方式運行RabbitMQ是最為簡便快捷的方式，兩行命令就搞定了，這裡介紹如何使用docker運行RabbitMQ。

第一步：從DockerHub拉取rabbitmq鏡像

docker pull rabbitmq:management

第二步：運行RabbitMQ容器

docker run -d --hostname my-rabbit --name rabbit -p 15672:15672 -p 5672:5672 rabbitmq:management
參數分析如下docker run -d
--hostname my-rabbit
--name rabbit
-p 15672:15672 控制台Web訪問端口號
-p 5672:5672 應用訪問端口
rabbitmq:management

如果需要設置用戶名和密碼，則使用這條命令

docker run -d --hostname my-rabbit --name rabbit -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=user -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=password -p 15672:15672 -p 5672:5672 rabbitmq:management
參數分析如下docker run -d
--hostname my-rabbit
--name rabbit
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=user
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=password
-p 15672:15672 控制台Web訪問端口號
-p 5672:5672 應用訪問端口
rabbitmq:management

我運行容器時沒有設置用戶名和密碼，所以使用用戶名guest，密碼guest登錄。
http://localhost:15672/
http://192.168.1.10:15672/
在浏覽器中通過下面的連接進入到MQ後台Web管理頁面

登錄成功界面

2.2 服務生產者和服務消費者

pip install nameko

2.2.1 create_service.py

create_service.py發布服務，服務名稱為“helloservice”。

from nameko.rpc import rpc
class hello_service:
name = "helloservice"
@rpc
def hello(self):
print("hello world")
@rpc
def hi(self):
print("my name is lucy")

2.2.2 啟動注冊微服務

使用nameko框架的run命令啟動微服務。

nameko run create_service --broker amqp://guest:[email protected]

如果顯示信息如下則表示服務成功啟動

2.2.3 invoke_service.py

invoke_service.py調用服務進行消費。

from nameko.standalone.rpc import ClusterRpcProxy
CONFIG = {
'AMQP_URI': "amqp://guest:[email protected]"}
def compute():
with ClusterRpcProxy(CONFIG) as rpc:
rpc.helloservice.hello()
if __name__ == '__main__':
compute()

運行invoke_service.py調用服務後在命令行打印出“hello world”，服務被成功調用。

3 舉例如下

3.1 服務生產者producer_service.py

自定一個類，使用name屬性定義服務的名稱為generate_service。然後使用裝飾器rpc注冊服務中具體的方法。

from nameko.rpc import rpc
class GenerateService(object):
# 定義微服務名稱
name = "generate_service"
@rpc
def hello_world(self, msg):
print('hello,I am been called by customer(消費者),返回消息：{}'.format(msg))
# 返回結果
return "Hello World!I Am a msg from producer!"

3.2 發布注冊服務

使用nameko命令在終端將目標文件中的服務注冊到MQ中。

# 注冊服務
nameko run producer_service --broker amqp://guest:[email protected]:5672/
參數分析如下
producer_service：目標文件名稱
guest:guest：MQ用戶名及密碼
ip地址:5672：MQ服務器ip地址及應用端口號

3.3 Flask定義API及消費者調用服務

為了演示方便，這裡使用Flask編寫一個簡單的API。
(1)首先，定義MQ連接信息
(2)然後，編寫一個API接口，請求方式為GET。
(3)最後，使用nameko中的ClusterRpcProxy拿到消費者對象去調用服務中的具體方法。

from flask import Flask
from nameko.standalone.rpc import ClusterRpcProxy
app = Flask(__name__)
# MQ配置
config_mq = {
'AMQP_URI': "amqp://guest:[email protected]"}
@app.route('/hello_world', methods=['GET'])
def call_service():
with ClusterRpcProxy(config_mq) as rpc:
# 消費者調用微服務(生產者)，獲取服務(生產者)的返回值
# rpc.服務名.方法名
result = rpc.generate_service.hello_world(msg="xag msg")
# 返回結果
return result, 200
if __name__ == '__main__':
app.run(debug=True)