云原生概述 - 技术栈

一、云原生概念

云原生（Cloud Native） 是一种面向云环境的软件开发和运维方法论，目标是让应用充分利用云平台的弹性、可伸缩性和自动化能力。

核心理念：

容器化：应用及其依赖打包在容器中，保证环境一致性。
动态管理：应用运行环境可动态扩缩、调度和恢复。
微服务化：将应用拆分成独立服务，每个服务自治、独立部署。
可观测性：日志、监控、追踪全面可视化。
自动化：CI/CD、自动部署和弹性伸缩。

一句话理解：云原生就是"让应用天然适应云环境，可自动扩缩、易运维、弹性高、可靠强"。

二、云原生和微服务的关系

特性	微服务	云原生
架构拆分	将应用拆成小服务	倾向微服务或服务化
部署方式	可以在虚拟机或容器	强调容器化和Kubernetes管理
弹性	单个服务可独立扩缩	自动调度、弹性伸缩由平台管理
DevOps	可手动CI/CD	CI/CD自动化 + GitOps理念
云依赖	可云可本地	深度依赖云平台特性（K8s、云存储、消息队列等）

总结：

微服务是云原生的架构基础。
云原生是微服务+容器化+平台自动化运维的综合实践。

三、云原生关键技术

1. 容器化

Docker：将应用及依赖打包成镜像，保证环境一致。
优势：
- 快速部署
- 资源隔离
- 可移植性强

2. 容器编排

Kubernetes (K8s)：
- 管理容器生命周期
- 弹性伸缩、负载均衡
- 自愈（Pod 异常自动重启）
核心概念：
- Pod：最小调度单位
- Deployment：定义副本数、更新策略
- Service：服务发现和负载均衡
- ConfigMap / Secret：配置和敏感信息管理

3. 服务网格

Istio / Linkerd
- 管理微服务间通信
- 提供：
  - 流量控制（灰度、AB 测试）
  - 安全（mTLS）
  - 可观测性（指标、日志、追踪）

4. 云原生存储

分布式存储：Ceph、NFS、云厂商对象存储（S3、OSS）
数据库：
- 云原生数据库（CockroachDB、TiDB、Amazon Aurora）

5. 自动化与 DevOps

CI/CD：
- Jenkins / GitHub Actions / GitLab CI
- 自动构建镜像、自动部署到 Kubernetes
GitOps：
- 基于 Git 的声明式运维
- Flux / ArgoCD

6. 可观测性

日志：ELK Stack
指标：Prometheus + Grafana
链路追踪：Jaeger / Zipkin / SkyWalking

四、云原生 Java 应用实践

应用容器化

dockerfile 复制代码

# Dockerfile
FROM eclipse-temurin:17-jdk
COPY target/myapp.jar /app/myapp.jar
ENTRYPOINT ["java","-jar","/app/myapp.jar"]

Kubernetes 部署

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: user-service
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: user-service
  template:
    metadata:
      labels:
        app: user-service
    spec:
      containers:
      - name: user-service
        image: myrepo/user-service:1.0
        ports:
        - containerPort: 8080

服务发现与配置

Spring Cloud + Kubernetes API
ConfigMap/Secret 提供配置
通过 K8s Service 访问其他服务，无需 Eureka

微服务通信

同步：REST / gRPC
异步：Kafka / RabbitMQ

监控与追踪

集成 Spring Boot Actuator + Prometheus
链路追踪集成 Sleuth + Zipkin

五、云原生优势

弹性伸缩，资源利用率高
自动化部署，降低运维成本
高可用、自愈能力强
可快速扩展、支持多云混合云
易观测，快速排查问题

六、云原生挑战

学习成本高：K8s、容器、服务网格等技术复杂。
调试复杂：分布式环境，调试服务链路不容易。
运维要求高：需要 DevOps 团队和自动化工具。
安全性：多租户、服务间通信、密钥管理都是难点。