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摘要：然而在微服務化之前，建議先進行容器化，在容器化之前，建議先無狀態化，當整個流程容器化了，以后的微服務拆分才會水到渠成。
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一、為什么要做無狀態化和容器化
很多應用拆分成微服務，是為了承載高并發，往往一個進程扛不住這么大的量，因而需要拆分成多組進程，每組進程承載特定的工作，根據并發的壓力用多個副本公共承擔流量。
將一個進程變成多組進程，每組進程多個副本，需要程序的修改支撐這種分布式的架構，如果架構不支持，僅僅在資源層創建多個副本是解決不了問題的。
很多人說，支撐雙十一是靠堆機器，誰不會？真正經歷過的會覺得，能夠靠堆機器堆出來的，都不是問題，怕的是機器堆上去了，因為架構的問題，并發量仍然上不去。
阻礙單體架構變為分布式架構的關鍵點就在于狀態的處理。如果狀態全部保存在本地，無論是本地的內存，還是本地的硬盤，都會給架構的橫向擴展帶來瓶頸。
狀態分為分發，處理，存儲幾個過程，如果對于一個用戶的所有的信息都保存在一個進程中，則從分發階段，就必須將這個用戶分發到這個進程，否則無法對這個用戶進行處理，然而當一個進程壓力很大的時候，根本無法擴容，新啟動的進程根本無法處理那些保存在原來進程的用戶的數據，不能分擔壓力。
所以要講整個架構分成兩個部分，無狀態部分和有狀態部分，而業務邏輯的部分往往作為無狀態的部分，而將狀態保存在有狀態的中間件中，如緩存，數據庫，對象存儲，大數據平臺，消息隊列等。
這樣無狀態的部分可以很容易的橫向擴展，在用戶分發的時候，可以很容易分發到新的進程進行處理，而狀態保存到后端。而后端的中間件是有狀態的，這些中間件設計之初，就考慮了擴容的時候，狀態的遷移，復制，同步等機制，不用業務層關心。
如圖所示，將架構分為兩層，無狀態和有狀態。
容器和微服務是雙胞胎，因為微服務會將單體應用拆分成很多小的應用，因而運維和持續集成會工作量變大，而容器技術能很好的解決這個問題。然而在微服務化之前，建議先進行容器化，在容器化之前，建議先無狀態化，當整個流程容器化了，以后的微服務拆分才會水到渠成。
二、無狀態化的幾個要點
前面說對于任何狀態，需要考慮它的分發，處理，存儲。
對于數據的存儲，主要包含幾類數據：
會話數據等，主要保存在內存中。
結構化數據，主要是業務邏輯相關
文件圖片數據，比較大，往往通過CDN下發
非結構化數據，例如文本，評論等
如果這些數據都保存在本地，和業務邏輯耦合在一起，就需要在數據分發的時候，將同一個用戶分到同一個進程，這樣就會影響架構的橫向擴展。
對于保存在內存里的數據，例如Session，可以放在外部統一的緩存中。
對于業務相關的數據，則應該保存在統一的數據庫中，如果性能扛不住，可以進行讀寫分離，如文章微服務化的數據庫設計與讀寫分離
如果性能還是抗住不，則可以使用分布式數據庫。
對于文件，照片之類的數據，應該存放在統一的對象存儲里面，通過CDN進行預加載，如文章微服務的接入層設計與動靜資源隔離
對于非結構化數據，可以存在在統一的搜索引擎里面，例如ElasticSearch。
如果所有的數據都放在外部的統一存儲上，則應用就成了僅僅包含業務邏輯的無狀態應用，可以進行平滑的橫向擴展。
而所有的外部統一存儲，無論是緩存，數據庫，對象存儲，搜索引擎，都有自身的分布式橫向擴展機制。
在實行了無狀態化之后，就可以將有狀態的集群集中到一起，進行跨機房的部署，實現跨機房的高可用性。而無狀態的部分可以通過Dubbo自動發現，當進程掛掉的時候，自動重啟，自動修復，也可以進行多機房的部署。
三、冪等的接口設計
但是還有一個遺留的問題，就是已經分發，正在處理，但是尚未存儲的數據，肯定會在內存中有一些，在進程重啟的時候，數據還是會丟一些的，那這部分數據怎么辦呢？
這部分就需要通過重試進行解決，當本次調用過程中失敗之后，前序的進程會進行重試，例如Dubbo就有重試機制。既然重試，就需要接口是冪等的，也即同一次交易，調用兩次轉賬1元，不能最終轉走2元。
接口分為查詢，插入，更新，刪除等操作。
對于查詢接口來講，本身就是冪等的，不用做特殊的判斷。
對于插入接口來講，如果每一個數據都有唯一的主鍵，也能保證插入的唯一性，一旦不唯一，則會報錯。
對于更新操作來講，則比較復雜，分幾種情況。
一種情況是同一個接口，前后調用多次的冪等性。另一種情況是同一個接口，并發環境下調用多次的正確性。
為了保持冪等性，往往要有一個冪等表，通過傳入冪等參數匹配冪等表中ID的方式，保證每個操作只被執行一次，而且在實行最終一致性的時候，可以通過不斷重試，保證最終接口調用的成功。
對于并發條件下，誰先調用，誰后調用，需要通過分布式鎖如Redis，Zookeeper等來實現同一個時刻只有一個請求被執行，如何保證多次執行結果仍然一致呢？則往往需要通過狀態機，每個狀態只流轉一次。還有就是樂觀鎖，也即分布式的CAS操作，將狀態的判斷、更新整合在一條語句中，可以保證狀態流轉的原子性。樂觀鎖并不保證更新一定成功，需要有對應的機制來應對更新失敗。
四、容器的技術原理
無狀態化之后，實行容器化就十分順暢了，容器的不可改變基礎設施，以及容器基于容器平臺的掛掉自動重啟，自動修復，都因為無狀態順暢無比。
關鍵技術一：Dockerfile
例如下面的Dockerfile。
為什么一定要用Dockerfile，而不建議通過保存鏡像的方式來生成鏡像呢？
這樣才能實現環境配置和環境部署代碼化 ，將Dockerfile維護在Git里面，有版本控制，并且通過自動化的build的過程來生成鏡像，而鏡像中就是環境的配置和環境的部署，要修改環境應先通過Git上面修改Dockerfile的方式進行，這就是IaC。
關鍵技術二：容器鏡像
通過Dockerfile可以生成容器鏡像，容器的鏡像是分層保存，對于Dockerfile中的每一個語句，生成一層容器鏡像，如此疊加，每一層都有UUID。
容器鏡像可以打一個版本號，放入統一的鏡像倉庫。
關鍵技術三：容器運行時
容器運行時，是將容器鏡像之上加一層可寫入層，為容器運行時所看到的文件系統。
容器運行時使用了兩種隔離的技術。
一種是看起來是隔離的技術，稱為namespace，也即每個namespace中的應用看到的是不同的IP地址、用戶空間、程號等。
另一種是用起來是隔離的技術，稱為cgroup，也即明明整臺機器有很多的CPU、內存，而一個應用只能用其中的一部分。
cgroup
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