将 Web 角色和辅助角色转换为 Service Fabric 无状态服务的指南

本文说明如何将云服务的 Web 角色和辅助角色迁移到 Service Fabric 无状态服务。 对于整体体系结构大致保持相同的应用程序来说,这是从云服务迁移到 Service Fabric 的最简单路径。

云服务项目到 Service Fabric 应用程序项目

云服务项目和 Service Fabric 应用程序项目结构类似,两者都可代表应用程序的部署单位,也就是说,两者各自定义可在部署后运行应用程序的完整包。 云服务项目包含一个或多个 Web 角色或辅助角色。 同理,Service Fabric 应用程序项目包含一个或多个服务。

两者的差别在于,云服务项目结合应用程序部署与 VM 部署,因此其中包含 VM 配置设置,而 Service Fabric 应用程序项目只定义将要部署到 Service Fabric 群集中一组现有 VM 的应用程序。 Service Fabric 群集本身只可通过资源管理器模板或 Azure 门户部署一次,但可在群集中部署多个 Service Fabric 应用程序。

Service Fabric 与云服务项目的比较

辅助角色到无状态服务

从概念上讲,辅助角色代表无状态的工作负荷,这意味着工作负荷的每个实例都是相同的,随时可将请求路由到任何实例。 每个实例不需要记住前一个请求。 工作负荷的运行状态由外部状态存储(例如 Azure 表存储或 Azure Document DB)管理。 在 Service Fabric 中,此类工作负荷以无状态服务表示。 将辅助角色迁移到 Service Fabric 的最简单方法是将辅助角色代码转换为无状态服务。

辅助角色到无状态服务

Web 角色到无状态服务

与辅助角色类似,Web 角色也代表无状态的工作负荷,因此在概念上也能映射到 Service Fabric 无状态服务。 不过,与 Web 角色不同的是,Service Fabric 不支持 IIS。 要将 Web 应用程序从 Web 角色迁移到无状态服务,需要先移动到可以自托管且不依赖 IIS 或 System.Web 的 Web 框架(例如 ASP.NET Core 1)。

应用程序 支持 迁移路径
ASP.NET Web 窗体 转换为 ASP.NET Core 1 MVC
ASP.NET MVC 使用迁移 升级到 ASP.NET Core 1 MVC
ASP.NET Web API 使用迁移 使用自托管服务器或 ASP.NET Core 1
ASP.NET Core 1 不适用

入口点 API 和生命周期

辅助角色和 Service Fabric 服务 API 提供类似的入口点:

入口点 辅助角色 Service Fabric 服务
正在处理 Run() RunAsync()
VM 启动 OnStart() 不适用
VM 停止 OnStop() 不适用
为客户端请求打开侦听器 不适用
  • 适用于无状态服务的 CreateServiceInstanceListener()
  • 适用于有状态服务的 CreateServiceReplicaListener()

辅助角色


using Microsoft.WindowsAzure.ServiceRuntime;

namespace WorkerRole1
{
    public class WorkerRole : RoleEntryPoint
    {
        public override void Run()
        {
        }

        public override bool OnStart()
        {
        }

        public override void OnStop()
        {
        }
    }
}

Service Fabric 无状态服务


using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.ServiceFabric.Services.Communication.Runtime;
using Microsoft.ServiceFabric.Services.Runtime;

namespace Stateless1
{
    public class Stateless1 : StatelessService
    {
        protected override IEnumerable<ServiceInstanceListener> CreateServiceInstanceListeners()
        {
        }

        protected override Task RunAsync(CancellationToken cancelServiceInstance)
        {
        }
    }
}

两者都有可从中开始处理的主要“Run”重写。 Service Fabric 服务将 RunStartStop 合并为单一入口点 RunAsync。 当 RunAsync 启动时,服务应开始工作;发出 RunAsync 方法的 CancellationToken 信号时,应停止工作。

辅助角色和 Service Fabric 服务的生命周期与生存期之间有几个主要差异:

  • 生命周期: 最大的差异为辅助角色是 VM,因此其生命周期绑定到 VM,且包含 VM 启动和停止时的事件。 Service Fabric 服务的生命周期与 VM 的生命周期不同,因此不包含主机 VM 或计算机启动和停止时的事件,因为它们彼此不相关。
  • 生存期:如果 Run 方法退出,辅助角色实例将回收。 但是,Service Fabric 服务中的 RunAsync 方法可以运行到完成为止,服务实例将保持运行状态。

Service Fabric 为侦听客户端请求的服务提供可选的通信设置入口点。 RunAsync 和通信入口点都是 Service Fabric 服务中的可选重写(服务可选择只侦听客户端请求和/或只运行处理循环),这就是 RunAsync 方法无需重新启动服务实例就可退出的原因,因为它可以继续侦听客户端请求。

应用程序 API 和环境

云服务环境 API 提供当前 VM 实例的信息和功能,以及有关其他 VM 角色实例的信息。 Service Fabric 提供有关其运行时的信息,以及有关服务当前运行所在的节点的某些信息。

环境任务 云服务 Service Fabric
配置设置和更改通知 RoleEnvironment CodePackageActivationContext
本地存储 RoleEnvironment CodePackageActivationContext
终结点信息 RoleInstance
  • 当前实例:RoleEnvironment.CurrentRoleInstance
  • 其他角色和实例:RoleEnvironment.Roles
  • 适用于当前节点地址的 NodeContext
  • 适用于服务终结点发现的 FabricClientServicePartitionResolver
环境模拟 RoleEnvironment.IsEmulated 不适用
同时更改事件 RoleEnvironment 不适用

配置设置

云服务中的配置设置是针对 VM 角色设置的,应用到该 VM 角色的所有实例。 这些设置是 ServiceConfiguration.*.cscfg 文件中设置的键-值对,可直接通过 RoleEnvironment 进行访问。 在 Service Fabric 中,设置单独应用到每个服务和每个应用程序,而不是应用到 VM,因为 VM 可以托管多个服务和应用程序。 服务由三个包组成:

  • 代码: 包含服务的可执行文件、二进制文件、DLL 和服务需要运行的任何其他文件。
  • 配置: 服务的所有配置文件和设置。
  • 数据: 与服务关联的静态数据文件。

其中每个包可独立设置版本和进行升级。 与云服务类似,可通过 API 以编程方式访问配置包。发生配置包更改时,系统会提供事件来通知服务。 Settings.xml 文件可用于键-值配置和编程访问,这与 App.config 文件的应用设置部分类似。 但是,与云服务不同的是,Service Fabric 配置包可以包含任何格式的任何配置文件,不管是 XML、JSON、YAML 还是自定义的二进制格式。

访问配置

云服务

可通过 RoleEnvironment 访问 ServiceConfiguration.*.cscfg 中的配置设置。 这些设置可全局提供给同一云服务部署中的所有角色实例使用。


string value = RoleEnvironment.GetConfigurationSettingValue("Key");

Service Fabric

每个服务都有自己的独立配置包。 可供群集中所有应用程序访问的全局配置设置没有内置机制。 使用配置包中的 Service Fabric 特殊配置文件 Settings.xml 时,Settings.xml 中的值可以在应用程序级别重写,实现应用程序级别的配置设置。

通过服务的 CodePackageActivationContext可在每个服务实例中访问配置设置。


ConfigurationPackage configPackage = this.Context.CodePackageActivationContext.GetConfigurationPackageObject("Config");

// Access Settings.xml
KeyedCollection<string, ConfigurationProperty> parameters = configPackage.Settings.Sections["MyConfigSection"].Parameters;

string value = parameters["Key"]?.Value;

// Access custom configuration file:
using (StreamReader reader = new StreamReader(Path.Combine(configPackage.Path, "CustomConfig.json")))
{
    MySettings settings = JsonConvert.DeserializeObject<MySettings>(reader.ReadToEnd());
}

配置更新事件

云服务

当环境中发生更改(例如配置更改)时,使用 RoleEnvironment.Changed 事件来通知所有角色实例。 通过此事件可以使用配置更新,无需回收角色实例或重新启动辅助角色进程。


RoleEnvironment.Changed += RoleEnvironmentChanged;

private void RoleEnvironmentChanged(object sender, RoleEnvironmentChangedEventArgs e)
{
   // Get the list of configuration changes
   var settingChanges = e.Changes.OfType<RoleEnvironmentConfigurationSettingChange>();
foreach (var settingChange in settingChanges) 
   {
      Trace.WriteLine("Setting: " + settingChange.ConfigurationSettingName, "Information");
   }
}

Service Fabric

在服务中的三个包类型(代码、配置和数据)中,每个类型都会提供可在包更新、添加或删除时通知服务实例的事件。 一个服务可以包含每种类型的多个包。 例如,一个服务可以有多个配置包,其中每个包可单独进行版本控制和升级。

通过这些事件可以使用服务包中的更改,无需重新启动服务实例。


this.Context.CodePackageActivationContext.ConfigurationPackageModifiedEvent +=
                    this.CodePackageActivationContext_ConfigurationPackageModifiedEvent;

private void CodePackageActivationContext_ConfigurationPackageModifiedEvent(object sender, PackageModifiedEventArgs<ConfigurationPackage> e)
{
    this.UpdateCustomConfig(e.NewPackage.Path);
    this.UpdateSettings(e.NewPackage.Settings);
}

启动任务

启动任务是应用程序启动前执行的操作。 启动任务通常用于通过提升的特权运行设置脚本。 云服务和 Service Fabric 均支持启动任务。 两者的主要差异在于,云服务中的启动任务绑定到 VM,因为 VM 是角色实例的一部分;而 Service Fabric 中的启动任务绑定到服务,而不绑定到任何特定 VM。

Service Fabric 云服务
配置位置 ServiceDefinition.csdef
特权 “受限”或“提升”
序列 “简单”、“后台”、“前台”

云服务

在云服务中,在 ServiceDefintion.csdef 中针对每个角色配置了启动入口点。


<ServiceDefinition>
    <Startup>
        <Task commandLine="Startup.cmd" executionContext="limited" taskType="simple" >
            <Environment>
                <Variable name="MyVersionNumber" value="1.0.0.0" />
            </Environment>
        </Task>
    </Startup>
    ...
</ServiceDefinition>

Service Fabric

Service Fabric 中的启动入口点是在 ServiceManifest.xml 中针对每个服务配置的。


<ServiceManifest>
  <CodePackage Name="Code" Version="1.0.0">
    <SetupEntryPoint>
      <ExeHost>
        <Program>Startup.bat</Program>
      </ExeHost>
    </SetupEntryPoint>
    ...
</ServiceManifest>

有关开发环境的说明

云服务和 Service Fabric 都使用项目模板与 Visual Studio 集成,并支持在本地和 Azure 中调试、配置和部署。 此外,云服务和 Service Fabric 都提供本地开发运行时环境。 区别在于,云服务的开发运行时模拟其运行所在的 Azure 环境,Service Fabric 不使用模拟器,而是使用完整的 Service Fabric 运行时。 在本地开发计算机上运行的 Service Fabric 环境就是在生产时运行的同一环境。

后续步骤

阅读有关 Service Fabric Reliable Services 的详细信息以及云服务与 Service Fabric 应用程序体系结构之间的基本区别,以了解如何利用 Service Fabric 的完整功能集。