（八）——外部配置存儲模式
云計算設(shè)計模式（八）——外部配置存儲模式
移動配置信息從應(yīng)用部署包到一個集中位置。這個模式可以提供機會，以便管理和配置數(shù)據(jù)的控制，以及用于跨應(yīng)用程序和應(yīng)用程序?qū)嵗蚕淼呐渲脭?shù)據(jù)。
背景和問題
大多數(shù)應(yīng)用程序運行時環(huán)境包括位于應(yīng)用程序文件夾內(nèi)的在部署應(yīng)用程序文件保持配置信息。在某些情況下也能夠編輯這些文件來改變該應(yīng)用程序的行為，它已經(jīng)被部署之后。然而，在許多情況下，改變配置所需要的應(yīng)用程序被重新部署，從而導(dǎo)致不可接受的停機時間和額外的管理開銷。
本地配置文件還配置限制為單個應(yīng)用程序，而在某些情況下將是有用的，以在多個應(yīng)用程序之間共享的配置設(shè)置。例子包括數(shù)據(jù)庫連接字符串，UI 主題的信息，或隊列和存儲所使用的一組相關(guān)的應(yīng)用程序的URL。
變更管理跨應(yīng)用程序的多個運行實例的本地配置，尤其是在云托管的情況，也可能是具有挑戰(zhàn)性的。它可能會導(dǎo)致使用不同的配置設(shè)置的實例，而更新正被部署。
另外，更新應(yīng)用程序和組件可能需要更改的配置方案。許多配置系統(tǒng)不支持不同版本的配置信息。
解決方案
存儲在外部存儲器中的配置信息，并提供可用于快速和有效地讀取和更新的配置設(shè)置的接口。外部存儲的類型取決于應(yīng)用程序的主機和運行時環(huán)境。在一個云托管的情況下它是一個典型的基于云的存儲服務(wù)，但可能是一個托管數(shù)據(jù)庫或其他系統(tǒng)。
選擇用于配置信息的備份存儲應(yīng)通過適當(dāng)?shù)慕涌?，它提供了一個可控制的方式，使回用保持一致和易于使用的訪問被朝向。理想情況下，它應(yīng)該公開在鍵入正確，結(jié)構(gòu)化的格式的信息。的實施也可能需要對用戶進(jìn)行授權(quán)“，以保護(hù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)訪問，并且具有足夠的靈活性，以允許要被存儲的多個版本的配置（例如，開發(fā)，分段，或生產(chǎn)，并且每一個的多個發(fā)行版本）。
注意： 許多內(nèi)置的系統(tǒng)配置中讀取數(shù)據(jù)時，應(yīng)用程序啟動和高速緩存內(nèi)存中的數(shù)據(jù)提供快速訪問，并盡量減少對應(yīng)用程序性能的影響。根據(jù)所使用的后備存儲器的類型，以及該商店的等待時間，這可能是有利的，以實現(xiàn)外部配置存儲器內(nèi)的高速緩存機制。有關(guān)實現(xiàn)緩存的詳細(xì)信息，請參閱緩存指導(dǎo)。
圖1示出了本模式的概述。
圖1 - 外部配置存儲模式可選本地緩存概述
問題和注意事項
在決定如何實現(xiàn)這個模式時，請考慮以下幾點：
- 選擇一個后備存儲，提供可接受的性能，高可用性，健壯性和可備份作為應(yīng)用程序的維護(hù)和管理過程的一部分。在一個云托管的應(yīng)用程序，使用云存儲的機制通常是一個不錯的選擇，以滿足這些要求。
- 設(shè)計的后備存儲的架構(gòu)允許在信息能夠保存類型的靈活性。確保它提供了一種使用它可以要求該申請的所有配置的要求，例如輸入數(shù)據(jù)中，設(shè)置的集合，多個版本的設(shè)置，以及任何其他功能。該模式應(yīng)該是易于擴展的需求，以支持更多的設(shè)置更改。
- 考慮后備存儲的物理性能，它與配置信息的存儲方式，以及對性能的影響。例如，存儲一個包含XML文件的配置信息將要求使用配置界面或應(yīng)用程序解析該文件以讀取各個設(shè)置，將使得更新的設(shè)置更加復(fù)雜，盡管高速緩存中的設(shè)置可有助于抵消較慢的讀取性能。
- 考慮如何配置界面將允許配置設(shè)置的范圍和繼承的控制權(quán)。例如，它可能是一個要求的范圍的配置設(shè)置在組織，應(yīng)用程序和設(shè)備的水平;支持在訪問不同范圍的控制下放;并且，以防止或允許單獨的應(yīng)用程序，以覆蓋設(shè)置。
- 確保配置界面可以在需要的格式的配置數(shù)據(jù)暴露，如輸入值的集合，鍵/值對，或財產(chǎn)包。然而，考慮能力和API的復(fù)雜性之間的平衡，以使其有用的，但盡可能地易于使用。
- 考慮配置存儲界面將如何表現(xiàn)時，設(shè)定有誤，或沒有在內(nèi)部存儲存在。它可能是適當(dāng)?shù)?，返回默認(rèn)設(shè)置和記錄錯誤。也可以考慮，如配置設(shè)置按鍵或者名稱，二進(jìn)制數(shù)據(jù)的存儲和處理，以及null或空值處理方式的情況下，靈敏度方面。
- 考慮如何將保護(hù)配置數(shù)據(jù)僅允許訪問相應(yīng)的用戶和應(yīng)用程序。這很可能是在配置存儲器接口的一個特征，但它也是必要的，以確保在后備存儲器中的數(shù)據(jù)不能被直接訪問，而不適當(dāng)?shù)臋?quán)限。確保讀取和寫入配置數(shù)據(jù)所需的權(quán)限之間的嚴(yán)格分離。也可以考慮是否需要加密部分的配置設(shè)置或全部，以及如何將配置存儲接口中實現(xiàn)。
- 請記住，集中存儲配置，這在運行時改變應(yīng)用程序的行為，是非常重要的，并應(yīng)部署，更新，并使用相同的機制，部署應(yīng)用程序代碼進(jìn)行管理。例如，可能會影響多個應(yīng)用程序的更改，必須進(jìn)行使用一個完整的測試和分階段部署的方式，以確保變化是適用于所有使用該配置的應(yīng)用程序。如果管理員簡單地進(jìn)行編輯的設(shè)置來更新一個應(yīng)用程序，它可以產(chǎn)生不利使用相同設(shè)置的其他應(yīng)用程序的影響。
- 如果應(yīng)用程序的高速緩存的配置信息，應(yīng)用程序可能需要的，如果配置更改被提醒。有可能實現(xiàn)的過期策略在緩存中的配置數(shù)據(jù)，使這些信息被自動定期刷新任何更改拿起（和付諸行動）。本指南中其他地方所描述的運行模式重構(gòu)可能有關(guān)您的方案。 何時使用這個模式
這種模式非常適合于：
- 被多個應(yīng)用程序和應(yīng)用程序?qū)嵗蛟跇?biāo)準(zhǔn)配置中，必須跨多個應(yīng)用程序和應(yīng)用程序?qū)嵗龍?zhí)行之間共享配置設(shè)置。
- 在標(biāo)準(zhǔn)配置的系統(tǒng)不支持所有所需的配置設(shè)置，如存儲圖像或復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。
- 作為補充商店的一些應(yīng)用程序的設(shè)置，或許允許應(yīng)用程序重寫一些集中存儲或所有設(shè)置。
- 作為一種機制，通過記錄的部分或全部類型的訪問來配置存儲監(jiān)控使用的配置設(shè)置簡化了多個應(yīng)用程序管理，以及可選。
例子
在微軟 Azure 托管應(yīng)用，用于從外部存儲配置信息的典型的選擇是使用 Azure 存儲。這是有彈性的，提供高性能，并重復(fù) 3 次自動故障切換提供高可用性。 Azure 的表格提供了一個鍵/值存儲與使用一個靈活的架構(gòu)的價值的能力。 Azure 的 Blob 存儲提供了一個分層的基于容器的存儲，可以保存任何類型的單獨命名的 blob 數(shù)據(jù)。
下面的示例顯示了如何配置存儲可以通過 Azure 的 Blob 存儲來實現(xiàn)存儲和揭露的配置信息。該BlobSettingsStore 類文摘 Blob 存儲用于保存配置信息，并實現(xiàn)在下面的代碼所示 ISettingsStore 接口。
注意： 此代碼在 ExternalConfigurationStore 解決方案 ExternalConfigurationStore.Cloud 項目提供。該解決方案可用于下載本指導(dǎo)意見。
public interface IsettingsStore
{
string Version { get; }
?
Dictionary<string, string> FindAll();
?
void Update(string key, string value);
}該接口定義的方法，用于檢索和更新在配置存儲中保持的配置設(shè)置，并且包括可用于檢測是否有任何配置設(shè)置最近已修改的版本號。何時配置設(shè)置被更新時，版本號的變化。該 BlobSettingsStore 類使用 BLOB 的 ETag 的屬性來實現(xiàn)的版本。一個 blob 的 ETag 的屬性將 BLOB 寫入每一次自動更新。
注意
需要注意的是，按照設(shè)計，這個簡單的解決方案，展現(xiàn)了所有的配置設(shè)置為字符串值，而不是類型的值。 該 ExternalConfigurationManager 類提供了圍繞 BlobSettingsStore 物體的包裝。應(yīng)用程序可以使用這個類來存儲和檢索配置信息。這個類使用 Microsoft 無擴展庫來揭露過的 IObservable 接口的實現(xiàn)做出任何配置更改。如果設(shè)置是通過調(diào)用SetAppSetting法修改，更改的事件引發(fā)，所有訂閱者此事件將被通報。 請注意，所有的設(shè)置也緩存到 ExternalConfigurationManager 類快速訪問內(nèi)部 Dictionary 對象。該 SetAppSetting 方法更新該高速緩存中，并且該應(yīng)用程序可以使用以檢索配置設(shè)置的 GetSetting 方法從高速緩存中讀取數(shù)據(jù)（如果未在該高速緩存中找到該設(shè)置，它從 BlobSettingsStore 對象檢索代替）。
所述的 getSettings 方法調(diào)用 CheckForConfigurationChanges 的方法來檢測在 Blob 存儲的配置信息是否通過檢查版本號，并將它與所述 ExternalConfigurationManager 對象保持當(dāng)前的版本號進(jìn)行比較已經(jīng)改變。如果一個或多個已經(jīng)發(fā)生了變化，改變的事件引發(fā)，并緩存在 Dictionary 對象的配置設(shè)置被刷新。這是緩存除了圖案的應(yīng)用。
下面的代碼示例演示如何更改的情況下，SetAppSettings 方法，該方法的 getSettings 和 CheckForConfigurationChanges 方法實現(xiàn)
public class ExternalConfigurationManager : IDisposable
{
// An abstraction of the configuration store.
private readonly ISettingsStore settings;
private readonly ISubject<KeyValuePair<string, string>> changed;
...
private Dictionary<string, string> settingsCache;
private string currentVersion;
...
public ExternalConfigurationManager(ISettingsStore settings, ...)
{
this.settings = settings;
...
}
...
public IObservable<KeyValuePair<string, string>> Changed
{
get { return this.changed.AsObservable(); }
}
...
public void SetAppSetting(string key, string value)
{
...
// Update the setting in the store.
this.settings.Update(key, value);
?
// Publish the event.
this.Changed.OnNext(
new KeyValuePair<string, string>(key, value));
?
// Refresh the settings cache.
this.CheckForConfigurationChanges();
}
?
public string GetAppSetting(string key)
{
...
// Try to get the value from the settings cache.
// If there is a miss, get the setting from the settings store.
string value;
if (this.settingsCache.TryGetValue(key, out value))
{
return value;
}
?
// Check for changes and refresh the cache.
this.CheckForConfigurationChanges();
?
return this.settingsCache[key];
}
...
private void CheckForConfigurationChanges()
{
try
{
?
// Assume that updates are infrequent. Lock to avoid
// race conditions when refreshing the cache.
lock (this.settingsSyncObject)
{ {
var latestVersion = this.settings.Version;
?
// If the versions differ, the configuration has changed.
if (this.currentVersion != latestVersion)
{
// Get the latest settings from the settings store and publish the changes.
var latestSettings = this.settings.FindAll();
latestSettings.Except(this.settingsCache).ToList().ForEach(
kv => this.changed.OnNext(kv));
?
// Update the current version.
this.currentVersion = latestVersion;
?
// Refresh settings cache.
this.settingsCache = latestSettings;
}
}
}
catch (Exception ex)
{
this.changed.OnError(ex);
}
}
}注意
該 ExternalConfigurationManager 類還提供了一個名為 Environment 屬性。此屬性的目的是為了支持不同的配置為在不同的環(huán)境中，如臨時和生產(chǎn)運行的應(yīng)用程序。
一個 ExternalConfigurationManager 對象也可以定期查詢 BlobSettingsStore 對象的任何變化（通過使用定時器）。該 StartMonitor 和 StopMonitor 方法如下圖所示的啟動代碼示例和停止計時器。該 OnTimerElapsed 方法當(dāng)定時器到期時，并調(diào)用 CheckForConfigurationChanges 方法來檢測的任何變化，并提高了變更的情況下，如前面所描述運行。
public class ExternalConfigurationManager : IDisposable
{
...
private readonly ISubject<KeyValuePair<string, string>> changed;
private readonly Timer timer;
private ISettingsStore settings;
...
public ExternalConfigurationManager(ISettingsStore settings,
TimeSpan interval, ...)
{
...
?
// Set up the timer.
this.timer = new Timer(interval.TotalMilliseconds)
{
AutoReset = false;
};
this.timer.Elapsed += this.OnTimerElapsed;
?
this.changed = new Subject<KeyValuePair<string, string>>();
...
}
?
...
?
public void StartMonitor()
{
if (this.timer.Enabled)
{
return;
}
?
lock (this.timerSyncObject)
{
if (this.timer.Enabled)
{
return;
}
this.keepMonitoring = true;
?
// Load the local settings cache.
this.CheckForConfigurationChanges();
?
this.timer.Start();
}
}
?
public void StopMonitor()
{
lock (this.timerSyncObject)
{
this.keepMonitoring = false;
this.timer.Stop();
}
}
?
private void OnTimerElapsed(object sender, EventArgs e)
{
Trace.TraceInformation(
"Configuration Manager: checking for configuration changes.");
?
try
{
this.CheckForConfigurationChanges();
}
finally
{
...
// Restart the timer after each interval.
this.timer.Start();
...
}
}
...
}該 ExternalConfigurationManager 類被實例化作為由 ExternalConfiguration 類如下所示的單一實例。
public static class ExternalConfiguration
{
private static readonly Lazy<ExternalConfigurationManager> configuredInstance
= new Lazy<ExternalConfigurationManager>(
() =>
{
var environment = CloudConfigurationManager.GetSetting("environment");
return new ExternalConfigurationManager(environment);
});
?
public static ExternalConfigurationManager Instance
{
get { return configuredInstance.Value; }
}
}下面的代碼取自 WorkerRole 類中 ExternalConfigurationStore.Cloud 項目。它顯示了如何在應(yīng)用程序使用 ExternalConfiguration 類讀取和更新設(shè)置。
public override void Run()
{
// Start monitoring for configuration changes.
ExternalConfiguration.Instance.StartMonitor();
?
// Get a setting.
var setting = ExternalConfiguration.Instance.GetAppSetting("setting1");
Trace.TraceInformation("Worker Role: Get setting1, value: " + setting);
?
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
?
// Update a setting.
Trace.TraceInformation("Worker Role: Updating configuration");
ExternalConfiguration.Instance.SetAppSetting("setting1", "new value");
?
this.completeEvent.WaitOne();
}下面的代碼，也是從 WorkerRole 類，展示了如何應(yīng)用訂閱配置事件。
public override bool OnStart()
{
...
// Subscribe to the event.
ExternalConfiguration.Instance.Changed.Subscribe(
m => Trace.TraceInformation("Configuration has changed. Key:{0} Value:{1}",
m.Key, m.Value),
ex => Trace.TraceError("Error detected: " + ex.Message));
...
}
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