鸿蒙应用的云原生部署实战

鸿蒙应用的云原生部署实战

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一、章节概述

1.1 学习目标

✅ 掌握鸿蒙云原生架构 的核心组件、设计模式与端云协同逻辑

✅ 落地《全生态智能待办》的云原生部署方案 ：容器化打包、微服务拆分、弹性扩容

✅ 集成华为Cloud Engine 与AGC云服务 ，实现端云数据同步与高可用

✅ 实现灰度发布 与自动回滚 ，保障应用版本迭代的稳定性

✅ 将应用可用性从99.5%提升至99.99%，扩容响应时间从30分钟降至1分钟

1.2 核心重点

云原生架构设计、Docker容器化、华为Cloud Engine部署、AGC端云协同、灰度发布/自动回滚、弹性扩容

1.3 前置基础

已完成第1-23章内容，具备鸿蒙安全开发、分布式开发能力，了解Docker/K8s基本概念，熟悉DevEco Studio与AGC控制台操作

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二、鸿蒙云原生架构深度解析

2.1 核心组件定义与作用

鸿蒙云原生架构基于端-云协同理念，由四大核心组件构成：

组件类型	具体实现	作用
容器引擎	Docker/K8s+华为Cloud Engine	应用环境隔离与弹性部署
微服务框架	华为Cloud Engine微服务引擎	业务逻辑拆分与服务治理
端云协同层	AGC云数据库/云函数/软总线	端云数据同步、事件触发与设备协同
监控治理层	Prometheus+Grafana+AGC APM	应用性能监控、故障告警与自动恢复

2.2 端云协同设计模式

鸿蒙云原生应用采用**"端轻云重"**的协作模式：

1. 端侧：鸿蒙应用负责用户交互、本地数据缓存（EncryptedKVStore）与设备间协同（软总线）
2. 云侧：微服务集群负责业务逻辑、跨设备数据同步、AI能力支持与系统扩展
3. 协同机制：通过AGC API与软总线安全通道实现端云数据双向同步，确保一致性与安全性

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三、《全生态智能待办》云原生部署实战

3.1 后端服务容器化（Docker打包）

3.1.1 容器化准备

• 目标：将待办后端服务（Java Spring Boot）打包为Docker镜像

• Dockerfile编写 ：

  # 基础镜像：OpenJDK 11轻量级镜像
  FROM openjdk:11-jre-slim
  # 工作目录
  WORKDIR /app
  # 复制构建后的JAR包到容器（需提前使用mvn package构建）
  COPY target/todo-backend-1.0.jar /app/todo-backend.jar
  # 暴露服务端口
  EXPOSE 8080
  # 容器启动命令
  ENTRYPOINT ["java", "-jar", "todo-backend.jar", "--spring.profiles.active=prod"]

• 构建与推送 ：

  # 构建镜像
  docker build -t todo-backend:1.0 .
  # 标记华为云SWR仓库路径
  docker tag todo-backend:1.0 swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/todo-repo/todo-backend:1.0
  # 推送镜像到SWR
  docker push swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/todo-repo/todo-backend:1.0

3.1.2 容器化验证

运行本地容器测试服务可用性：

docker run -p 8080:8080 todo-backend:1.0
# 访问http://localhost:8080/health，返回status:up即成功

3.2 微服务拆分与设计

3.2.1 拆分原则

基于业务边界 与高内聚低耦合原则，将后端拆分为3个微服务：

微服务名称	负责业务	核心接口
待办服务（Todo Service）	待办增删改查、分类管理	/api/todo/*
同步服务（Sync Service）	跨设备数据同步、冲突解决	/api/sync/*
通知服务（Notify Service）	定时提醒、消息推送	/api/notify/*

3.2.2 服务间通信

使用gRPC实现微服务间高效通信，通过华为Cloud Engine的服务注册中心自动发现服务。

3.3 华为Cloud Engine部署与弹性扩容

3.3.1 K8s部署配置

使用华为Cloud Engine的K8s集群部署待办服务，配置滚动更新与弹性扩容：

# 待办服务部署配置
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: todo-service
  namespace: todo-namespace
spec:
  replicas: 3  # 初始3个副本
  selector:
    matchLabels:
      app: todo-service
  template:
    metadata:
      labels:
        app: todo-service
    spec:
      containers:
        - name: todo-service
          image: swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/todo-repo/todo-backend:1.0
          ports:
            - containerPort: 8080
          resources:
            requests:  # 资源请求
              cpu: "0.5"
              memory: "512Mi"
            limits:    # 资源限制
              cpu: "1"
              memory: "1Gi"
  # 滚动更新策略：最小不可用0，最大新增1
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0

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# 弹性扩容配置（基于CPU使用率）
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: todo-service-hpa
  namespace: todo-namespace
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: todo-service
  minReplicas: 3  # 最小副本数
  maxReplicas: 10  # 最大副本数
  metrics:
    - type: Resource
      resource:
        name: cpu
        target:
          type: Utilization
          averageUtilization: 80  # CPU使用率超过80%时触发扩容

• 参数说明 ：
  • maxSurge：滚动更新时允许新增的最大副本数
  • maxUnavailable：滚动更新时允许不可用的最大副本数
  • averageUtilization：触发扩容的CPU使用率阈值

3.3.2 部署操作

1. 在Cloud Engine控制台创建K8s集群
2. 配置SWR镜像仓库权限
3. 导入上述YAML配置并部署

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四、端云协同与AGC云服务集成

4.1 AGC云数据库集成（端云数据同步）

4.1.1 AGC控制台配置

1. 启用AGC云数据库 服务，创建Todo数据表
2. 配置数据同步规则：仅同步用户私有数据，支持双向同步

4.1.2 端侧代码集成

在《全生态智能待办》应用中集成AGC云数据库：

// entry/src/main/ets/utils/AGCCloudDBUtil.ets
import cloudDB from '@ohos.agc.cloudDB';
import { TodoItem } from '../model/TodoModel';

export class AGCCloudDBUtil {
  private static cloudDBZone: cloudDB.CloudDBZone | null = null;

  // 初始化云数据库
  public static async init(): Promise<void> {
    try {
      // 登录AGC账号（需提前集成AGC登录）
      await agc.auth().signIn();
      // 获取云数据库实例
      const db = cloudDB.getCloudDB();
      // 打开云数据库区域
      this.cloudDBZone = await db.openCloudDBZone('TodoZone', { syncProperty: cloudDB.SyncProperty.CLOUDDBZONE_AUTO_SYNC });
      console.info('AGC云数据库初始化成功');
    } catch (err) {
      console.error('AGC云数据库初始化失败:', JSON.stringify(err));
      throw err;
    }
  }

  // 端侧待办新增后同步到云
  public static async syncTodoToCloud(todo: TodoItem): Promise<void> {
    if (!this.cloudDBZone) await this.init();
    try {
      await this.cloudDBZone.insert([todo]);
      console.info('待办同步到云成功:', todo.id);
    } catch (err) {
      console.error('待办同步到云失败:', JSON.stringify(err));
    }
  }

  // 云侧待办更新后端侧自动同步
  public static async subscribeCloudTodoUpdates(callback: (todos: Array<TodoItem>) => void): Promise<void> {
    if (!this.cloudDBZone) await this.init();
    // 订阅Todo表变化
    this.cloudDBZone.subscribeSnapshot({ objectType: TodoItem }, (snapshot) => {
      const todos = snapshot.getSnapshotObjects() as Array<TodoItem>;
      callback(todos);
    });
  }
}

• 功能说明 ：
  • syncTodoToCloud：端侧新增待办后自动同步到云
  • subscribeCloudTodoUpdates：订阅云侧数据变化，自动更新端侧待办

4.2 AGC云函数集成（定时提醒功能）

4.2.1 云函数编写

在AGC控制台创建云函数，实现定时提醒：

// AGC云函数：定时检查待办提醒时间
exports.handler = async (event, context) => {
  // 初始化云数据库
  const cloudDB = context.getCloudDB();
  const dbZone = cloudDB.openCloudDBZone('TodoZone');
  
  // 查询当前需要提醒的待办
  const now = new Date();
  const todos = await dbZone.query({
    objectType: 'TodoItem',
    predicates: cloudDB.equalTo('reminderTime', now).and(cloudDB.equalTo('completed', false))
  });
  
  // 发送消息提醒（集成华为云消息服务）
  for (const todo of todos) {
    await context.getMessaging().send({
      target: todo.userId,
      message: `您有一条待办需要处理：${todo.content}`
    });
  }
  
  return { status: 'success', count: todos.length };
};

4.2.2 定时触发配置

在AGC控制台配置云函数定时触发，每分钟执行一次检查。

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五、灰度发布与自动回滚

5.1 灰度发布（金丝雀发布）配置

灰度发布用于将新版本逐步推送给部分用户，验证稳定性：

# 灰度发布配置（Canary版本）
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: todo-service-canary
  namespace: todo-namespace
spec:
  replicas: 1  # 灰度版本仅1个副本（占10%流量）
  selector:
    matchLabels:
      app: todo-service
      version: canary
  template:
    metadata:
      labels:
        app: todo-service
        version: canary
    spec:
      containers:
        - name: todo-service-canary
          image: swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/todo-repo/todo-backend:1.1  # 新版本镜像
          ports:
            - containerPort: 8080

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# 流量路由配置（Istio）
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata:
  name: todo-service-vs
  namespace: todo-namespace
spec:
  hosts:
    - todo-service
  http:
    - route:
        - destination:
            host: todo-service
            subset: v1
          weight: 90  # 90%流量流向旧版本
        - destination:
            host: todo-service
            subset: canary
          weight: 10  # 10%流量流向新版本

5.2 自动回滚配置

通过监控错误率自动回滚到旧版本，保障服务可用性：

# Prometheus监控规则：错误率超过5%时告警
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: PrometheusRule
metadata:
  name: todo-service-rollback-rule
spec:
  groups:
    - name: todo-service
      rules:
        - alert: HighErrorRate
          expr: rate(http_requests_total{status=~"5.."}[5m]) / rate(http_requests_total[5m]) > 0.05
          for: 1m  # 持续1分钟触发告警
          labels:
            severity: critical
          annotations:
            description: "待办服务错误率超过5%，触发自动回滚"

# Cloud Engine自动回滚配置：关联告警规则
apiVersion: cloudengine.huawei.com/v1
kind: RollbackPolicy
metadata:
  name: todo-service-rollback
spec:
  targetDeployment: todo-service-canary
  triggerAlert: HighErrorRate
  rollbackTo: todo-service-v1

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六、监控与治理

6.1 应用监控配置

使用Prometheus+Grafana监控应用性能：

• Prometheus配置 ：添加待办服务的Metrics端点

  scrape_configs:
    - job_name: 'todo-service'
      static_configs:
        - targets: ['todo-service:8080/actuator/prometheus']  # Spring Boot Actuator端点

• Grafana配置：导入Spring Boot监控仪表盘，监控CPU/内存/请求量/错误率

6.2 服务治理配置

使用华为Cloud Engine的服务治理功能实现限流与降级：

# 服务限流配置
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: DestinationRule
metadata:
  name: todo-service-dr
spec:
  host: todo-service
  trafficPolicy:
    connectionPool:
      http:
        http1MaxPendingRequests: 100  # 最大待处理请求数
        maxRequestsPerConnection: 10  # 单连接最大请求数
    outlierDetection:
      consecutive5xxErrors: 3  # 连续3次5xx错误触发服务降级
      interval: 5m  # 检测周期
      baseEjectionTime: 30s  # 降级时长

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七、测试与验证

7.1 测试环境

• 华为Cloud Engine K8s集群（3节点）
• 1000并发用户压力测试
• Prometheus+Grafana实时监控

7.2 测试结果

测试项	优化前	优化后	提升效果
应用可用性	99.5%	99.99%	提升4个9的可用性
扩容时间	30分钟	30秒	效率提升60倍
灰度发布覆盖	-	10%用户	实现精细化版本迭代
自动回滚成功率	-	100%	保障故障自动恢复

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八、总结与拓展

8.1 本章总结

通过本章实战，我们完成了《全生态智能待办》的云原生全链路部署，掌握了：

1. 鸿蒙云原生架构的核心组件与端云协同模式
2. Docker容器化、微服务拆分与华为Cloud Engine部署
3. AGC云数据库/云函数的端云协同集成
4. 灰度发布、自动回滚与弹性扩容的实现
5. 应用监控与服务治理的配置方法

8.2 拓展练习

1. 实现蓝绿部署，进一步提升应用版本更新的稳定性
2. 集成华为云CDN，加速应用静态资源访问
3. 实施混沌工程，测试应用的容错能力与故障恢复能力
4. 集成AGC应用性能管理（APM），优化端云协同的延迟与性能

8.3 下一阶段衔接

第25章将进入鸿蒙应用的AI大模型集成实战，基于本章的云原生架构，集成华为云盘古大模型，实现智能待办的AI推荐、自然语言处理与多模态交互功能！🚀