API設計原則
對於雲端計算系統,系統API實際上處於系統設計的統領地位,正如本文前面所說,K8s集
群系統每支援一項新功能,引入一項新技術,一定會新引入對應的API物件,支援對該
功能的管理操作,理解掌握的API,就好比抓住了K8s系統的牛鼻子。K8s系統API的設
計有以下幾條原則:
1.
所有API應該是宣告式的。
正如前文所說,宣告式的操作,相對於命令式操作,對於重複操作的效果是穩定的,這對於容易出現資料丟失或重複的分散式環境來說是很重要的。
另外,宣告式操作更容易被使用者使用,可以使系統向使用者隱藏實現的細節,隱藏實現的細節的同時,也就保留了系統未來持續優化的可能性。
此外,宣告式的API,同時隱含了所有的API物件都是名詞性質的,例如Service、Volume這些API都是名詞,這些名詞描述了使用者所期望得到的一個目標分散式物件
2.
API物件是彼此互補而且可組合的。
這裡面實際是鼓勵API物件儘量實現物件導向設計時的要求,即“高內聚,鬆耦合”,對業務相關的概念有一個合適的分解,提高分解出來的物件的可重用性。
事實上,K8s這種分散式系統管理平臺,也是一種業務系統,只不過它的業務就是排程和管理容器服務。
3.
高層API以操作意圖為基礎設計。
如何能夠設計好API,跟如何能用物件導向的方法設計好應用系統有相通的地方,高層設計一定是從業務出發,而不是過早的從技術實現出發。
因此,針對K8s的高層API設計,一定是以K8s的業務為基礎出發,也就是以系統排程管理容器的操作意圖為基礎設計。
4.
低層API根據高層API的控制需要設計。
設計實現低層API的目的,是為了被高層API使用,考慮減少冗餘、提高重用性的目的,低層API的設計也要以需求為基礎,要儘量抵抗受技術實現影響的誘惑。
5.
儘量避免簡單封裝,不要有在外部API無法顯式知道的內部隱藏的機制。
簡單的封裝,實際沒有提供新的功能,反而增加了對所封裝API的依賴性。
內部隱藏的機制也是非常不利於系統維護的設計方式,例如PetSet和ReplicaSet,本來就是兩種Pod集合,
那麼K8s就用不同API物件來定義它們,而不會說只用同一個設計理念
ReplicaSet,內部通過特殊的演算法再來區分這個ReplicaSet是有狀態的還是無狀態。
6.
API操作複雜度與物件數量成正比。
這一條主要是從系統效能角度考慮,要保證整個系統隨著系統規模的擴大,效能不會迅速變慢到無法使用,那麼最低的限定就是
API的操作複雜度不能超過O(N),N是物件的數量,否則系統就不具備水平伸縮性了
7.
API物件狀態不能依賴於網路連線狀態。
由於眾所周知,在分散式環境下,網路連線斷開是經常發生的事情,
因此要保證API物件狀態能應對網路的不穩定,API物件的狀態就不能依賴於網路連線狀態。
8.
儘量避免讓操作機制依賴於全域性狀態,因為在分散式系統中要保證全域性狀態的同步是非常困難的。