35、容器化服务器与Rust微服务的持续集成和交付

容器化服务器与Rust微服务的持续集成和交付

1. 容器化应用的持久化与后台运行

在容器化应用的过程中，我们可能会遇到重启应用后数据库为空的问题。这是因为数据库存储在容器的临时文件系统中。为了解决这个问题，我们可以将本地文件夹作为虚拟卷挂载到容器上。

具体操作步骤如下：
1. 复制 docker-compose.test.yml 到 docker-compose.prod.yml 。
2. 在 docker-compose.prod.yml 中添加以下内容：

services:
  db:
    image: postgres:latest
    restart: always
    environment:
      - POSTGRES_USER=postgres
      - POSTGRES_PASSWORD=password
    volumes:
      - database_data:/var/lib/postgresql/data
  # other containers definition
volumes:
  database_data:
    driver: local

这样，我们就将名为 database_data 的卷挂载到了数据库容器的 /var/lib/postgresql/data 路径上，PostgreSQL 默认使用该路径存储数据库文件。同时，我们将 driver 参数设置为 local ，以便将数据保存在本地硬盘上，从而实现数据在重启之间的持久化。

此外，除了路由器微服务外，我们移除了所有微服务的端口转发，因为所有微服务都可以通过 Docker 的内部虚拟网络访问，只有路由器需要在容器外部可用。

接下来，我们可以在后台运行应用程序。使用 -d 参数启动应用程序：

docker-compose -f docker-compose.prod.yml up -d

这将启动具有持久状态的应用程序，并输出类似以下内容：

Starting deploy_db_1   ... done
Starting deploy_smtp_1   ... done
Starting deploy_dbsync_1 ... done
Starting deploy_mails_1   ... done
Starting deploy_content_1 ... done
Starting deploy_users_1   ... done
Starting deploy_router_1  ... done

如果需要查看微服务使用 env_logger 和 log 包打印的日志，可以使用以下命令：

docker-compose -f docker-compose.prod.yml logs users

该命令将打印代表应用程序用户服务的 users_1 容器的日志。还可以使用 grep 命令过滤日志中的不必要记录。

当需要停止应用程序时，使用 down 命令：

docker-compose -f docker-compose.test.yml stop

这将停止所有容器，并输出以下内容：

Stopping deploy_router_1  ... done
Stopping deploy_users_1   ... done
Stopping deploy_content_1 ... done
Stopping deploy_mails_1   ... done
Stopping deploy_db_1      ... done
Stopping deploy_smtp_1    ... done

2. 持续集成与持续交付

在现代软件开发中，速度是应用程序和产品成功的决定性因素。对于微服务开发者来说，需要一个持续的过程来构建和交付产品的新版本，以保持及时性和竞争力。这就涉及到持续集成（CI）和持续交付（CD）的概念。

持续集成（CI）是将所有传入的功能和补丁合并到一个经过充分测试的应用程序中的过程。这个过程应该每天进行多次，就像从传送带上获取新鲜出炉的版本一样。CI 产品通常作为服务器运行，使用远程构建代理从代码仓库中拉取代码并进行构建。有些软件可以使用 Docker 作为必要构建代理的运行时，这样就无需手动运行代理。但并非应用程序的所有部分都适合在 Docker 容器中构建，有些部分需要在无法作为 Docker 容器启动的环境中构建。

持续交付（CD）是指应用程序构建完成并准备好部署时的自动化部署过程。通常，CI 产品通过使用特殊的插件（如 Ansible、Chef、Puppet 和 Salt 等配置管理和部署工具）来提供此功能。

在过去，微服务通常以 WAR 包、直接安装在服务器操作系统上的软件包或二进制文件的形式交付。如今，公司更倾向于使用容器进行交付，因为容器具有紧凑、安全、使用共享注册表等优点，而且无需反复准备环境。如果微服务可以与同一微服务的其他实例无冲突地工作，还可以考虑使用容器编排工具（如 Kubernetes）来自动扩展应用程序，以满足客户的需求。

以下是 CI 和 CD 的流程示意图：

graph LR
    A[代码仓库] --> B[CI服务器]
    B --> C[构建代理]
    C --> D[编译和测试]
    D --> E{是否通过测试}
    E -- 是 --> F[CD流程]
    E -- 否 --> C
    F --> G[部署到服务器或云]

3. Rust 代码检查工具

在 Rust 项目中，有两个常用的代码检查工具： rustfmt 和 clippy 。

3.1 Rustfmt

rustfmt 是一个帮助代码符合样式指南的工具。它提供了多个配置参数，可以设置首选的代码样式。

安装 rustfmt 有两种方式：
- 使用 rustup 工具添加相应组件：

rustup component add rustfmt

• 直接从仓库安装最新版本：

cargo install --git https://github.com/rust-lang/rustfmt

从源代码安装需要编译时间，并且可能不稳定，但可以获得最新功能。

使用 rustfmt 很简单，只需运行以下命令：

cargo fmt

该命令会将所有源代码修复为默认的样式指南。但它运行时不会有明显提示，需要查看文件之间的差异才能看到更改。在使用 rustfmt 检查代码样式时，可以使用 --check 参数：

cargo fmt -- --check

这里的额外 -- 参数是为了将参数直接传递给 rustfmt 。如果源代码没有问题，检查返回代码为 0；如果存在错误，返回非零代码，并打印潜在的差异。

可以通过添加 rustfmt.toml 配置文件来更改 rustfmt 的行为。以下是一个示例配置文件：

max_width = 100
hard_tabs = false
tab_spaces = 4
newline_style = "Auto"
use_small_heuristics = "Default"
reorder_imports = true
reorder_modules = true
remove_nested_parens = true
edition = "2015"
merge_derives = true
use_try_shorthand = false
use_field_init_shorthand = false
force_explicit_abi = true

3.2 Clippy

clippy 是一个 Rust 代码检查工具，用于发现代码中的不良实践。它可以帮助我们避免一些潜在的问题，提高代码质量。

安装 clippy 也有两种方式：
- 使用 rustup 工具添加相应组件：

rustup component add clippy

• 直接从仓库安装最新版本：

cargo install --git https://github.com/rust-lang/rust-clippy

需要注意的是，从仓库安装的版本可能不稳定，其包含的检查规则可能会在未来发生变化。

使用 clippy 时，只需运行以下命令：

cargo clippy

该命令会检查代码并提示可能的改进建议。例如，对于以下代码：

struct State {
    vec: Box<Vec<u8>>,
}

clippy 会提示 Box<Vec<T>> 是不必要的，因为 Vec<T> 已经在堆上分配了内存。

在 CI 脚本中，为了确保代码不包含任何警告，我们可以使用以下命令：

cargo clippy -- -D warnings

如果你的项目包含非默认特性，为了进行全面检查，可以使用以下命令：

cargo clippy --all-targets --all-features -- -D warnings

虽然这会花费更多时间，但可以检查出 clippy 已知的所有潜在问题。

同样，我们可以通过添加 clippy.toml 配置文件来配置 clippy 的检查规则。例如，如果我们使用 -W clippy::pedantic 参数激活所有检查，可能会收到一些不必要的警告。为了避免这种情况，可以在 clippy.toml 中添加相应的配置：

doc-valid-idents = ["MyCompany"]

此外，还可以使用以下代码属性来使代码更清晰：

#![deny(
    bare_trait_objects,
    dead_code,
)]
#![warn(
    missing_debug_implementations,
    missing_docs,
    while_true,
    unreachable_pub,
)]

通过使用这些工具和技术，我们可以提高 Rust 微服务的开发效率和代码质量，实现持续集成和交付的自动化。

容器化服务器与Rust微服务的持续集成和交付

4. 容器化应用和持续集成交付的优势总结

容器化应用和持续集成交付在现代软件开发中具有显著的优势，以下是一个简要的总结表格：
| 优势类型 | 具体优势 |
| — | — |
| 容器化应用 | 数据持久化，避免重启丢失数据；使用内部虚拟网络，减少端口转发，提高安全性；容器紧凑、安全，使用共享注册表，无需反复准备环境 |
| 持续集成交付 | 快速合并功能和补丁，保证代码质量；自动化部署，提高交付速度；可使用容器编排工具自动扩展应用程序，满足客户需求 |

5. 实际操作中的注意事项

在实际使用上述工具和技术时，有一些注意事项需要牢记：
- 容器化应用
- 在挂载本地文件夹作为虚拟卷时，要确保本地文件夹有足够的权限和空间，否则可能会导致数据存储失败。
- 移除端口转发时，要确保只有必要的服务（如路由器）暴露在容器外部，避免安全风险。
- 持续集成
- 选择合适的 CI 工具和构建代理，根据应用程序的特点决定是否使用 Docker 作为运行时。
- 确保 CI 过程中的测试覆盖度足够，避免有未被发现的问题进入生产环境。
- 持续交付
- 配置 CD 工具时，要根据服务器或云环境的特点选择合适的部署方式。
- 对于容器编排工具（如 Kubernetes），要提前规划好硬件资源，确保应用程序能够正常扩展。
- Rust 代码检查工具
- 安装 rustfmt 和 clippy 的最新版本时，要注意其可能的不稳定性，建议在测试环境中先进行验证。
- 在使用 rustfmt 和 clippy 检查代码时，要及时处理提示的问题，避免积累过多的代码问题。

6. 未来趋势展望

随着技术的不断发展，容器化应用和持续集成交付将朝着更加自动化、智能化的方向发展。以下是一个未来趋势的流程图：

graph LR
    A[当前状态] --> B[更高级的容器编排]
    A --> C[AI 辅助的代码检查]
    A --> D[零停机部署]
    B --> E[自动优化资源分配]
    C --> F[智能修复代码问题]
    D --> G[无缝升级应用程序]

• 更高级的容器编排 ：未来的容器编排工具将能够根据应用程序的实时负载自动优化资源分配，提高资源利用率。
• AI 辅助的代码检查 ：借助人工智能技术，代码检查工具将能够更智能地发现和修复代码问题，减少人工干预。
• 零停机部署 ：实现应用程序的无缝升级，确保在部署过程中不会影响用户的正常使用。

通过掌握容器化应用、持续集成交付和 Rust 代码检查工具的相关知识和技术，开发者可以更好地应对现代软件开发的挑战，提高开发效率和代码质量，为用户提供更优质的产品和服务。