Začínáme s Reliable Services

Aplikace Azure Service Fabric obsahuje jednu nebo více služeb, které spouštějí váš kód. V této příručce se dozvíte, jak vytvořit bezstavové a stavové Service Fabric aplikace pomocí Reliable Services.

Základní koncepty

Abyste mohli začít s Reliable Services, stačí pochopit jenom několik základních konceptů:

• Typ služby: Toto je vaše implementace služby. Je definována třídou, kterou napíšete, která rozšiřuje StatelessService a jakýkoli jiný kód nebo závislosti, společně s názvem a číslem verze.
• Instance pojmenované služby: Pokud chcete službu spustit, vytvoříte pojmenované instance typu služby, podobně jako při vytváření instancí objektů typu třídy. Instance služby má název ve formě identifikátoru URI s použitím "Fabric:/". schéma, jako je například Fabric:/MyApp/Mojesluzba.
• Hostitel služby: pojmenované instance služby, které vytvoříte, musí běžet v hostitelském procesu. Hostitel služby je jenom proces, ve kterém se můžou spouštět instance služby.
• Registrace služby: registrace přináší všechno dohromady. Typ služby musí být zaregistrován s modulem runtime Service Fabric v hostiteli služby, aby mohl Service Fabric vytvářet instance pro spuštění.

Vytvoření bezstavové služby

Bezstavová služba je typ služby, která je aktuálně normou v cloudových aplikacích. Je považována za bezstavovou, protože samotná služba neobsahuje data, která je třeba spolehlivě ukládat nebo mít vysokou dostupnost. Pokud dojde k výpadku instance nestavové služby, dojde ke ztrátě všech vnitřních stavů. V tomto typu služby musí být stav uložený v externím úložišti, jako jsou například tabulky Azure nebo SQL Database, aby byl vysoce dostupný a spolehlivý.

Spusťte Visual Studio 2017 nebo Visual Studio 2019 jako správce a vytvořte nový projekt Service Fabric aplikace s názvem HelloWorld:

Pak vytvořte projekt nestavové služby pomocí .NET Core 2,0 s názvem HelloWorldStateless:

Vaše řešení teď obsahuje dva projekty:

• HelloWorld. Toto je projekt aplikace , který obsahuje vaše služby. Obsahuje také manifest aplikace, který popisuje aplikaci, a také několik skriptů prostředí PowerShell, které vám pomůžou nasadit aplikaci.
• HelloWorldStateless. Toto je projekt služby. Obsahuje nestavovou implementaci služby.

Implementace služby

V projektu služby otevřete soubor HelloWorldStateless. cs . V Service Fabric může služba spustit libovolnou obchodní logiku. Rozhraní API služby poskytuje dva vstupní body pro váš kód:

• Otevřená metoda vstupního bodu s názvem RunAsync, kde můžete začít spouštět jakékoli úlohy, včetně dlouhotrvajících výpočetních úloh.

protected override async Task RunAsync(CancellationToken cancellationToken)
{
    ...
}

• Vstupní bod komunikace, ve kterém můžete připojit svůj komunikační zásobník dle výběru, například ASP.NET Core. Tady můžete začít přijímat žádosti od uživatelů a dalších služeb.

protected override IEnumerable<ServiceInstanceListener> CreateServiceInstanceListeners()
{
    ...
}

V tomto kurzu se zaměříme na RunAsync() metodu vstupního bodu. Tady můžete hned začít s kódem. Šablona projektu obsahuje ukázkovou implementaci RunAsync() , která zvýší počet kumulovaných hodnot.

RunAsync

protected override async Task RunAsync(CancellationToken cancellationToken)
{
    // TODO: Replace the following sample code with your own logic
    //       or remove this RunAsync override if it's not needed in your service.

    long iterations = 0;

    while (true)
    {
        cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();

        ServiceEventSource.Current.ServiceMessage(this.Context, "Working-{0}", ++iterations);

        await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(1), cancellationToken);
    }
}

Platforma volá tuto metodu, když je umístěna instance služby a je připravena k provedení. Pro bezstavovou službu, která jednoduše znamená, že je otevřená instance služby. Token zrušení se poskytuje ke koordinaci, když je potřeba uzavřít instanci služby. V Service Fabric může tento cyklus otevření nebo ukončení instance služby probíhat mnohokrát po celou dobu životnosti služby. K tomu může dojít z různých důvodů, včetně:

• Systém přesune vaše instance služby pro vyrovnávání prostředků.
• Ve vašem kódu dojde k chybám.
• Aplikace nebo systém se upgraduje.
• Dojde k výpadku základního hardwaru.

Tato orchestrace je spravovaná systémem, aby byla vaše služba vysoce dostupná a správně vyvážená.

RunAsync() nemělo by se blokovat synchronně. Vaše implementace RunAsync by měla vrátit úlohu nebo očekávat jakékoli dlouhotrvající nebo blokující operace, aby bylo možné pokračovat v běhu. Poznámka ve while(true) smyčce v předchozím příkladu se používá vrácení úlohy await Task.Delay() . Pokud vaše úloha musí blokovat synchronně, měli byste naplánovat novou úlohu Task.Run() v rámci vaší RunAsync implementace.

Zrušení úloh je úsilí v družstvu, které provádí poskytnutý token zrušení. Systém bude čekat na ukončení úlohy (po úspěšném dokončení, zrušení nebo chybě), než se přesune. Je důležité přijmout token zrušení, dokončit práci a skončit RunAsync() co nejrychleji, když systém požaduje zrušení.

V tomto příkladu služby bez stavu je počet uložený v místní proměnné. Vzhledem k tomu, že se jedná o bezstavovou službu, hodnota, která je uložena, je určena pouze pro aktuální životní cyklus své instance služby. Při přesunu nebo restartu služby dojde ke ztrátě hodnoty.

Vytvoření stavové služby

Service Fabric zavádí nový druh služby, která je stavová. Stavová služba může udržovat stav spolehlivě v rámci samotné služby, společně umístěná pomocí kódu, který je používá. Stav je vysoce dostupný pomocí Service Fabric bez nutnosti zachovat stav do externího úložiště.

Chcete-li převést hodnotu čítače ze stavu bez stavů na vysokou dostupnost a trvalé, i když se služba přesune nebo restartuje, budete potřebovat stavovou službu.

Ve stejné aplikaci HelloWorld můžete přidat novou službu tak, že kliknete pravým tlačítkem na odkazy na služby v projektu aplikace a vyberete Add-> New Service Fabric Service.

Vyberte .NET Core 2,0-> stavová služba a pojmenujte ji HelloWorldStateful. Klikněte na OK.

Vaše aplikace by teď měla mít dvě služby: bezstavovou službu HelloWorldStateless a stavovou službu HelloWorldStateful.

Stavová služba má stejné vstupní body jako Bezstavová služba. Hlavním rozdílem je dostupnost zprostředkovatele stavu , který může spolehlivě ukládat stav. Service Fabric obsahuje implementaci poskytovatele stavu nazvanou Reliable Collections, která umožňuje vytvářet replikované datové struktury prostřednictvím Správce spolehlivého stavu. Stavová služba Reliable využívá tohoto poskytovatele stavu ve výchozím nastavení.

Otevřete HelloWorldStateful. cs v HelloWorldStateful, který obsahuje následující RunAsync metodu:

protected override async Task RunAsync(CancellationToken cancellationToken)
{
    // TODO: Replace the following sample code with your own logic
    //       or remove this RunAsync override if it's not needed in your service.

    var myDictionary = await this.StateManager.GetOrAddAsync<IReliableDictionary<string, long>>("myDictionary");

    while (true)
    {
        cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();

        using (var tx = this.StateManager.CreateTransaction())
        {
            var result = await myDictionary.TryGetValueAsync(tx, "Counter");

            ServiceEventSource.Current.ServiceMessage(this.Context, "Current Counter Value: {0}",
                result.HasValue ? result.Value.ToString() : "Value does not exist.");

            await myDictionary.AddOrUpdateAsync(tx, "Counter", 0, (key, value) => ++value);

            // If an exception is thrown before calling CommitAsync, the transaction aborts, all changes are
            // discarded, and nothing is saved to the secondary replicas.
            await tx.CommitAsync();
        }

        await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(1), cancellationToken);
    }

RunAsync

RunAsync() funguje podobně jako stavová a Bezstavová služba. Ve stavové službě ale platforma před spuštěním provede další práci vaším jménem RunAsync() . Tato práce může zahrnovat jistotu, že je správce spolehlivých stavů a spolehlivé kolekce připravený k použití.

Spolehlivé kolekce a správce spolehlivého stavu

var myDictionary = await this.StateManager.GetOrAddAsync<IReliableDictionary<string, long>>("myDictionary");

IReliableDictionary je slovníková implementace, kterou můžete použít k spolehlivému ukládání stavu ve službě. Pomocí Service Fabric a spolehlivých kolekcí můžete přímo ukládat data do vaší služby, aniž by bylo nutné externí trvalé úložiště. Spolehlivé kolekce zajistí vysokou dostupnost vašich dat. Service Fabric toho dosahuje vytvořením a správou více replik vaší služby za vás. Poskytuje také rozhraní API, které abstrakce zjednodušuje správu těchto replik a jejich přechodů na stav.

Spolehlivé kolekce můžou ukládat jakýkoli typ .NET, včetně vašich vlastních typů, s několika upozorněními:

• Service Fabric zajistí, aby byl stav vysoce dostupný při replikaci do všech uzlů, a spolehlivé kolekce ukládají vaše data na místní disk v každé replice. To znamená, že všechno, co je uloženo ve spolehlivých kolekcích, musí být serializovatelný. Ve výchozím nastavení používají spolehlivé kolekce kontrakt DataContract pro serializaci, takže je důležité zajistit, aby byly vaše typy podporovány serializátorem kontraktu dat při použití výchozího serializátoru.

• Objekty jsou při potvrzení transakcí u spolehlivých kolekcí replikovány pro zajištění vysoké dostupnosti. Objekty uložené ve spolehlivých kolekcích jsou v rámci služby uchovávány v místní paměti. To znamená, že máte místní odkaz na objekt.

  Je důležité, abyste nemuseli provádět místní instance těchto objektů bez provedení operace aktualizace pro spolehlivou kolekci v transakci. Důvodem je to, že změny místních instancí objektů nebudou replikovány automaticky. Objekt je nutné znovu vložit zpět do slovníku nebo použít jednu z metod aktualizace ve slovníku.

Správce Reliable State spravuje spolehlivé kolekce za vás. Správce spolehlivého stavu můžete jednoduše požádat o spolehlivé shromažďování dat podle názvu kdykoli a na jakémkoli místě ve vaší službě. Správce Reliable State zajišťuje, že získáte odkaz zpátky. Nedoporučujeme ukládat odkazy na spolehlivé instance kolekcí v proměnných členů třídy nebo vlastnostech. Aby se zajistilo, že odkaz bude v životním cyklu služby neustále nastavený na instanci, musí být podniknuta zvláštní péče. Reliable State Manager zpracovává tuto práci za vás a je optimalizovaná pro opakované návštěvy.

Transakční a asynchronní operace

using (ITransaction tx = this.StateManager.CreateTransaction())
{
    var result = await myDictionary.TryGetValueAsync(tx, "Counter-1");

    await myDictionary.AddOrUpdateAsync(tx, "Counter-1", 0, (k, v) => ++v);

    await tx.CommitAsync();
}

Spolehlivé kolekce obsahují mnohé ze stejných operací, které System.Collections.Generic dělají jejich System.Collections.Concurrent protějšky, s výjimkou jazyka LINQ (Language Integrated Query). Operace na spolehlivých kolekcích jsou asynchronní. Důvodem je to, že operace zápisu s spolehlivými kolekcemi provádějí vstupně-výstupní operace pro replikaci a uchovávání dat na disk.

Spolehlivé operace shromažďování dat jsou transakční, takže můžete udržovat stav konzistentní napříč několika spolehlivými kolekcemi a operacemi. Můžete například vyřadit pracovní položku ze spolehlivé fronty, provést na ní operaci a výsledek uložit ve spolehlivém slovníku, který je v rámci jedné transakce. Tato možnost se považuje za atomickou operaci a zaručuje, že celá operace bude úspěšná nebo se vrátí celá operace. Pokud dojde k chybě po vyřazení položky z fronty, ale před uložením výsledku, je celá transakce vrácena zpět a položka zůstane ve frontě ke zpracování.

Spuštění aplikace

Nyní se vrátíme do aplikace HelloWorld . Nyní můžete vytvářet a nasazovat vaše služby. Po stisknutí klávesy F5 bude vaše aplikace sestavena a nasazena do místního clusteru.

Po spuštění služeb můžete v okně diagnostické události zobrazit generované události trasování událostí pro Windows (ETW). Všimněte si, že zobrazené události jsou ze stavové služby a stavové služby v aplikaci. Datový proud můžete pozastavit kliknutím na tlačítko pozastavit . Můžete si prohlédnout podrobnosti zprávy rozbalením této zprávy.

Další kroky

Ladění aplikace Service Fabric v aplikaci Visual Studio

Začínáme: Service Fabric služby webového rozhraní API pomocí samoobslužného hostování OWIN

Další informace o spolehlivých kolekcích

Nasazení aplikace

Upgrade aplikací

Referenční příručka pro vývojáře pro Reliable Services