J2EE部署中的下一個(gè)沖擊波

2019-11-18 16:21:30

字體：大中小

供稿：網(wǎng)友

J2EE 部署中的下一個(gè)沖擊波
為網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)處理做好準(zhǔn)備
作者：Brian Goetz
2005年4月11日
翻譯：norn

版權(quán)聲明：可以任意轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載時(shí)請(qǐng)務(wù)必以超鏈接形式標(biāo)明文章原始出處和作者信息及本聲明
作者:
Brian Goetz;norn
原文地址:
http://www.javaworld.com/javaworld/jw-04-2005/jw-0411-azul.Html
中文地址:
http://www.matrix.org.cn/resource/article/43/43838_J2ee_Deploy.htmlml
關(guān)鍵詞： J2ee Deploy

摘要

在九十年代，企業(yè)們發(fā)現(xiàn)最好是把存儲(chǔ)當(dāng)作基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來處理，而網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)的理念在短短幾年間從一個(gè)激進(jìn)的觀點(diǎn)逐漸成為一個(gè)主流的解決方案。如今，網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)處理——中間整合層的服務(wù)已經(jīng)逐漸發(fā)展為小型池計(jì)算組件——較為均衡地將類似的管理及整合益處賦與了J2EE部署，從而減少開發(fā)、部署、管理及維護(hù)分布式J2EE的成本及復(fù)雜性，

J2EE技術(shù)在最近幾年已經(jīng)獲得了廣泛的成功。但是維護(hù)、部署和管理J2EE應(yīng)用對(duì)于許多企業(yè)來說已經(jīng)成了個(gè)難題——幾乎全部的服務(wù)系統(tǒng)必須被設(shè)置和管理，并對(duì)人員和有效的數(shù)據(jù)中心設(shè)備資源造成了沉重負(fù)擔(dān)。而一項(xiàng)新的叫做網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)處理的技術(shù)可以幫助應(yīng)付這些J2EE開發(fā)中的整合和管理的挑戰(zhàn)。

我們成功的代價(jià)

管理先驅(qū)Peter Senge曾經(jīng)說“今天的難題都是來自昨天的解決方案”。當(dāng)Senge在腦海里有了經(jīng)濟(jì)和政治上的決定他都會(huì)考慮到這一點(diǎn)，這個(gè)說法也同樣適用于軟件技術(shù)，而且軟件更新的運(yùn)動(dòng)中快速的變化讓我們能很容易看清這個(gè)真理。比如，九十年代的C/S技術(shù)革命旨在降低開發(fā)大型機(jī)的難度及成本，以使其更有效地解決較大的軟件問題。

但是世界并不會(huì)老老實(shí)實(shí)地跟隨在革新的后面。隨著對(duì)復(fù)雜的企業(yè)應(yīng)用的要求不斷提高，C/S的弊端逐漸顯露。分布式對(duì)象、Web應(yīng)用、應(yīng)用服務(wù)器、面向服務(wù)體系（SOA）——每一種企業(yè)軟件開發(fā)技術(shù)的產(chǎn)生都體現(xiàn)出前一代技術(shù)的一些缺陷，同時(shí)又使開發(fā)更復(fù)雜的應(yīng)用成為可能。但是隨著新的技術(shù)的產(chǎn)生，新的問題浮出水面，比如可伸縮性、可管理性以及開發(fā)的復(fù)雜性。

作為開發(fā)人員，我們非常高興看到這些技術(shù)的快速發(fā)展——它們提供了很多新的有趣的思想讓我們來思考，以及新的技術(shù)讓我們運(yùn)用，使我們能通過所提供的預(yù)算資源來解決更大范圍更復(fù)雜的問題，當(dāng)然對(duì)我們的技能也提出了較高的要求。

虛擬機(jī)和應(yīng)用服務(wù)器的技術(shù)模式在發(fā)展中有個(gè)相同點(diǎn)：當(dāng)它發(fā)展成為企業(yè)軟件開發(fā)的主要形式時(shí)（Gartner 預(yù)言到2008年年底，百分之八十的新型電子商務(wù)應(yīng)用服務(wù)都將建立在虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上），我們總是費(fèi)盡心思地處理這個(gè)模式的成功所帶來的一系列后果——部署的復(fù)雜性，能力管理和計(jì)劃的挑戰(zhàn)，以及要在一堆繁復(fù)的拓?fù)浼夹g(shù)中尋求平衡的開發(fā)應(yīng)用的難題。應(yīng)用服務(wù)器減輕了其中一部分困擾，但還是很復(fù)雜。JAVA技術(shù)不僅僅證明了其在高效開發(fā)以及交互企業(yè)應(yīng)用方面的價(jià)值，它同樣成為了它自身成功的犧牲品。

當(dāng)今分布式應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

現(xiàn)在的硬件配置的價(jià)格是難以置信的低廉——只需幾千美元，你就可以買到遠(yuǎn)比過去的大型機(jī)先進(jìn)得多的商品，安裝支架，以及容錯(cuò)系統(tǒng)。但是現(xiàn)在的應(yīng)用系統(tǒng)卻比過去更加資源匱乏。我們用來加速軟件開發(fā)、提高軟件的可靠性，管理軟件的復(fù)雜性的技術(shù)耗費(fèi)了大量的計(jì)算盈余；不斷提高的用戶期待也消耗了所剩部分，等等。結(jié)果便是，大部分的企業(yè)應(yīng)用由于太過于龐大而不能在某臺(tái)低端服務(wù)器上運(yùn)行，因而經(jīng)常被分布部署在一堆廉價(jià)的主機(jī)中。J2EE分布式應(yīng)用的軟件技術(shù)已經(jīng)投入使用，但反過來增加了附加資源耗費(fèi)的開支，以及開發(fā)、分布和管理復(fù)雜性的開支。

雖然分布式可以提供較高的有效性和容錯(cuò)性，但是如果為了達(dá)到理想的工作狀況而必須在100臺(tái)服務(wù)器之間采用分布式的話，可以肯定將會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)度等產(chǎn)生負(fù)面影響。（分布式應(yīng)用的服務(wù)器支持一直在改進(jìn)，但是不管它怎么改進(jìn)，開發(fā)一個(gè)JVM上的應(yīng)用仍然比開發(fā)分布應(yīng)用簡(jiǎn)單。）所以，如果我們自信可以在一個(gè)簡(jiǎn)單的JVM上運(yùn)行我們的應(yīng)用，哪怕負(fù)載提高了，我們還是能省下很多開發(fā)、部署和管理上的精力，籍此以建立更強(qiáng)的應(yīng)用。

分布式還提出了一個(gè)明顯的操作上的挑戰(zhàn)。現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心往往擁有上百臺(tái)應(yīng)用服務(wù)主機(jī)（所以被叫做“服務(wù)蔓延”），意味著系統(tǒng)管理員必須管理、維護(hù)這些服務(wù)器并提供高效服務(wù)。隨著處理要求的提高，操作員必須在不中斷服務(wù)的前提下快速的增加容量和重新配置應(yīng)用。或者，如果因擴(kuò)容而部署的時(shí)間要超出要求的響應(yīng)時(shí)間，則應(yīng)該為了避免不必要的拖延而提前做好維護(hù)。當(dāng)然，從管理的角度，應(yīng)盡可能地將系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的管理員支出減到最低程度。

因?yàn)檩^低運(yùn)算能力的獨(dú)立服務(wù)系統(tǒng)難以滿足一個(gè)典型企業(yè)應(yīng)用的要求，服務(wù)主機(jī)一般不橫跨共享多個(gè)應(yīng)用；一個(gè)應(yīng)用會(huì)占用一個(gè)或更多的服務(wù)器，而這些服務(wù)器并非互不相關(guān)的。這種方法讓很多企業(yè)開支可觀，因?yàn)槟切┟總€(gè)應(yīng)用所分配的資源是按照應(yīng)用的最高負(fù)荷來規(guī)劃的（乘上安全邊界需求），即使一般的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最高負(fù)荷。如果一個(gè)企業(yè)擁有多個(gè)應(yīng)用，而這些應(yīng)用的負(fù)荷峰值的期間并無關(guān)系—這正是大數(shù)企業(yè)的狀況，結(jié)果就是應(yīng)用間的容量(參與成本，attendant cost)大量被浪費(fèi)了。它的效用經(jīng)常看起來像下表所列：

J2EE部署中的下一個(gè)沖擊波（圖一）

圖1.每個(gè)應(yīng)用基礎(chǔ)所產(chǎn)生典型效率。

這些普遍存在的維護(hù)方式，過于繁重的維護(hù)及在每個(gè)應(yīng)用基礎(chǔ)上對(duì)峰值所做的維護(hù)，導(dǎo)致了更高的硬件支出，更高的員工開支，并降低資源利用效率——其結(jié)果就會(huì)是降低IT投資的收益。

利用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合處理降低管理和容量計(jì)劃的復(fù)雜性

    企業(yè)很早就認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS: network attached storage）和存儲(chǔ)領(lǐng)域網(wǎng)（SAN: storage area network）技術(shù)在降低改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量和可靠性的方面的巨大價(jià)值。通過管理跨企業(yè)的存儲(chǔ)能力替代基于個(gè)體系統(tǒng)上的管理，存儲(chǔ)效率提高了；存儲(chǔ)空間可以很方便的進(jìn)行添加，分配，或者根據(jù)需要進(jìn)行重新分配；關(guān)鍵數(shù)據(jù)可以更容易的拷貝和恢復(fù)；可以更容易的監(jiān)視高峰和進(jìn)行中央管理。
NAS和SAN在1995年還是備受爭(zhēng)議的，而今已成為解決存儲(chǔ)問題的主流方案。這些問題實(shí)際上和我已經(jīng)討論過的服務(wù)維護(hù)相似——大量而且一直在增多的存儲(chǔ)器需要管理；每個(gè)復(fù)合的存儲(chǔ)器則都需要一個(gè)應(yīng)用；存儲(chǔ)器都要分配一個(gè)特定的應(yīng)用，影響了效率；而且伴隨著高額開支的重復(fù)維護(hù)資源要求有相應(yīng)的模式變化。網(wǎng)絡(luò)附加處理，這項(xiàng)新的技術(shù)在處理資源方面可以與NAS的存儲(chǔ)處理相媲美，它對(duì)數(shù)據(jù)中心的管理就像一個(gè)專家。

    就像NAS的出現(xiàn)就伴隨著龐大且不斷膨脹的存儲(chǔ)池，隨后交給管理人員將存儲(chǔ)塊劃分為虛擬存儲(chǔ)盤，并自動(dòng)設(shè)置資源利用方案，網(wǎng)絡(luò)附加處理也伴隨著一個(gè)巨大的計(jì)算機(jī)資源管理池，可以按照可定制資源管理方案來靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地分配應(yīng)用。

Azul的網(wǎng)絡(luò)附加處理解決方案：計(jì)算應(yīng)用

    第一個(gè)（從時(shí)間上來說）發(fā)布網(wǎng)絡(luò)附加處理方案的是加利福尼亞“群山視野”的Auzl系統(tǒng)，一個(gè)384處理器，11-U 可插槽的，帶有256GB相關(guān)的統(tǒng)一通道的內(nèi)存的計(jì)算器，利用定制的專為運(yùn)行虛擬機(jī)的技術(shù)的處理器，利用硬件特性來加快垃圾回收以及并發(fā)性處理。

    利用SAN技術(shù)，這種計(jì)算機(jī)器可以被邏輯劃分為復(fù)合的虛擬主機(jī)，CPU和內(nèi)存資源都可以被自動(dòng)分配給虛擬主機(jī)。這些虛擬主機(jī)被認(rèn)為是“可裝配計(jì)算池”，使得復(fù)合應(yīng)用可以從企業(yè)應(yīng)用的巨大范圍內(nèi)調(diào)用其計(jì)算功能。一個(gè)獨(dú)立384通道的計(jì)算應(yīng)用可以處理50個(gè)或更多的在虛擬機(jī)上的應(yīng)用，而這些應(yīng)用都有上千GB，包含著上千個(gè)線程。

因?yàn)橛腥绱硕嗟膽?yīng)用都要依賴它們，計(jì)算池主機(jī)需要保證有更高可靠性和容錯(cuò)性。而Azul存儲(chǔ)器具有一切所需的RAS(有效性、可用性、服務(wù)性)功能——在主存儲(chǔ)器和高速緩存中的ECC（糾錯(cuò)代碼），錯(cuò)誤監(jiān)視，以及即插式電源和風(fēng)扇。高速讀寫的硬件設(shè)備保證了同步垃圾回收功能無停頓，響應(yīng)時(shí)間可以更容易預(yù)知。當(dāng)然，這項(xiàng)超酷的技術(shù)只是解決了一方面的問題——這項(xiàng)技術(shù)的全部目的就是降低J2EE應(yīng)用的管理和部署開支。

精簡(jiǎn)容量計(jì)劃

這個(gè)計(jì)算池的出現(xiàn)顛覆了容量原有的工序，使容量的規(guī)劃能在整個(gè)企業(yè)平臺(tái)上進(jìn)行。不是在每個(gè)應(yīng)用上都要安排硬件的獲得與服務(wù)的管理，而是在計(jì)算池里給每一臺(tái)虛擬主機(jī)分配應(yīng)用，并且隨著需求的增長(zhǎng)，虛擬主機(jī)的資源分配也可以自動(dòng)的增長(zhǎng)。如果不斷增長(zhǎng)的復(fù)合應(yīng)用共享一個(gè)計(jì)算器，當(dāng)它增大到超出了計(jì)算主機(jī)的存儲(chǔ)能力時(shí)，它（或者其他應(yīng)用中的一個(gè)）會(huì)自然的被轉(zhuǎn)換到別的計(jì)算器的剩余空間內(nèi)，而不需要應(yīng)用級(jí)別的重新配置。Azul的計(jì)算池管理軟件允許資源分配和使用方案在所有計(jì)算器內(nèi)可以被設(shè)置。

更好的資源利用

因?yàn)閼?yīng)用載入時(shí)間的高峰隨著應(yīng)用的不同而不同(比如發(fā)薪水的應(yīng)用在月初最高，發(fā)勞保金的應(yīng)用在開放注冊(cè)時(shí)最高，等等)，管理企業(yè)基礎(chǔ)上的容量可以獲得更大的硬件利用效率，因?yàn)槟阍僖膊恍枰趹?yīng)用的最大值時(shí)購(gòu)買或供應(yīng)額外的容量給服務(wù)應(yīng)用——除了在所有應(yīng)用的載入最大值的時(shí)候，而這時(shí)的值也比獨(dú)立應(yīng)用的峰值之和要小得多。（將應(yīng)用層的處理整合進(jìn)計(jì)算池，也簡(jiǎn)化了管理使用與規(guī)劃容量的過程）。

圖2表示了圖1中的5個(gè)應(yīng)用在一個(gè)計(jì)算池里運(yùn)行的效率（加上另外十個(gè)相似的應(yīng)用）。結(jié)果表明：效率從3提高到了5，并且對(duì)應(yīng)用重新分配資源的靈活性也改善了。

J2EE部署中的下一個(gè)沖擊波（圖二）

圖2，使用計(jì)算池并帶有相同級(jí)別計(jì)算資源的主機(jī)，可獲得更多容量。

向網(wǎng)絡(luò)附加處理轉(zhuǎn)移

對(duì)于現(xiàn)有的應(yīng)用，我們需要花很多精力來建立和部署它們。計(jì)算池的出現(xiàn)也許可以提供巨大的可伸縮性，但移植一個(gè)應(yīng)用到另一個(gè)平臺(tái)還是需要開支。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)附加處理，所需的開支就和從局部存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)的移植差不多——現(xiàn)有的軟硬件配置都不需要做任何改變。不用把整個(gè)應(yīng)用移植到計(jì)算設(shè)備上，只需轉(zhuǎn)移計(jì)算部分——應(yīng)用、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫還有安全配置都原封不動(dòng)的保留在現(xiàn)有的服務(wù)器上。不同的是本地JVM將由一個(gè)代理JVM代替，代理JVM將通過搜索Azul計(jì)算池管理器找到一個(gè)可用的計(jì)算應(yīng)用，然后傳輸一些可編譯的代碼給被選中的應(yīng)用做遠(yuǎn)程編譯。

Java應(yīng)用中的遠(yuǎn)程響應(yīng)使用I/O對(duì)服務(wù)器作出回應(yīng)，所以計(jì)算設(shè)備不需要知道任何應(yīng)用所使用的任何資源——文件、數(shù)據(jù)庫連接、安全證書，或者其他配置信息。唯一的區(qū)別就是這里的應(yīng)用使用的是計(jì)算設(shè)備的計(jì)算功能而不是服務(wù)主機(jī)的。不同于網(wǎng)絡(luò)接口（在Azul的384通道的存儲(chǔ)器里有4千兆以太網(wǎng)接口），計(jì)算設(shè)備沒有I/O接口——也不需要。為了現(xiàn)有的應(yīng)用，I/O可以通過現(xiàn)有的服務(wù)主機(jī)來處理，當(dāng)新的應(yīng)用在配置和安排時(shí)也可以通過便宜、低端的服務(wù)器（比如對(duì)于低級(jí)I/O應(yīng)用，甚至可以用虛擬機(jī)）。

圖3表明了典型三層應(yīng)用和同樣的用計(jì)算設(shè)備改良過的應(yīng)用。主要的不同就是數(shù)量巨大的應(yīng)用層的服務(wù)可以被少量的計(jì)算設(shè)備取代，同時(shí)應(yīng)用的配置可以保留原樣，而附加的容量可以更容易的管理和增加。

J2EE部署中的下一個(gè)沖擊波（圖三）

圖3. 將中間層用網(wǎng)絡(luò)附加處理替代

開發(fā)者的新選擇

    技術(shù)進(jìn)步中的產(chǎn)物都建立在前輩的成功或失敗的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)附加處理只是其中之一。技術(shù)專家構(gòu)想，任何軟件發(fā)展技術(shù)的給定產(chǎn)物都會(huì)有個(gè)“甜蜜點(diǎn)”——應(yīng)用的類型和復(fù)雜性。隨著應(yīng)用復(fù)雜性的增加，它們開始推動(dòng)該技術(shù)解決構(gòu)建事務(wù)和技術(shù)問題的能力，越來越多的精力投入其中，為了能使用公開的技術(shù)來勝任更高復(fù)雜性的應(yīng)用，有時(shí)是戲劇性的。每個(gè)企業(yè)軟件發(fā)展技術(shù)的甜蜜點(diǎn)都會(huì)在規(guī)模上有所增長(zhǎng)（有些情況，是所在位置），所以越來越多的復(fù)雜應(yīng)用可以通過一些有效的努力而得以發(fā)展。允許你分配更多的資源給一個(gè)應(yīng)用比使用硬件分配更實(shí)用。而且可以根據(jù)需要自動(dòng)增加分配的資源，那么寫出的大型應(yīng)用可以運(yùn)行在一個(gè)單獨(dú)的JVM上（雖然我們?nèi)匀挥休^好的理由設(shè)計(jì)分布式，比如有效性和容錯(cuò)性），這樣可以很大程度上降低發(fā)展和布置的復(fù)雜性。用較少的發(fā)展精力就可以直接解決此類問題，軟件基礎(chǔ)的增長(zhǎng)也會(huì)較少。

試想一下你的開發(fā)再也不用背負(fù)著處理器切換和內(nèi)存的性能所帶來的壓力。大多數(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)都或多或少的被諸如怎么樣才能在主流平臺(tái)和發(fā)展范例上有效的運(yùn)行這類問題所束縛。當(dāng)這些束縛都被拋到一邊，充滿可能的新世界敞開了大門。太酷了！

總結(jié)
   網(wǎng)絡(luò)附加處理對(duì)于J2EE的分布式在降低開發(fā)、部署、管理和維護(hù)的開支和復(fù)雜性方面，是一項(xiàng)新的且很有前途的技術(shù)。雖然它現(xiàn)在還是一項(xiàng)正在改進(jìn)中的技術(shù)，但是像Azul的計(jì)算設(shè)備這樣的產(chǎn)品已經(jīng)推向了市場(chǎng)。在還沒有什么神奇的方法能解決J2EE發(fā)展中所有難題的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)附加處理看起來的確是個(gè)有希望并受歡迎的進(jìn)步。

關(guān)于作者
    Brian Goetz已經(jīng)從事了18年專業(yè)軟件開發(fā)。他現(xiàn)在是在加利弗尼來的Los Altos的一個(gè)軟件開發(fā)和咨詢公司擔(dān)任主要咨詢顧問，同時(shí)參與了幾個(gè)Java聯(lián)合專家小組。可在有名的工業(yè)出版物看到他的已發(fā)表和即將發(fā)表的文章，也可以查詢他即將出版的書，Java Concurrency in PRactice，2005年10月由Addison-Wesley出版。

資源
●更多關(guān)于Azul的網(wǎng)絡(luò)附加處理解決方案的資源：
http://www.azulsystems.com/
●關(guān)于Peter Senge的The Fifth Discipline中關(guān)于管理與組織行為的探討(Currency, 1994年1月; ISBN: 0385260954)：
http://www.amazon.com/exec/obidos/ASIN/0385260954/javaworld
●451組白皮書討論CPU專營(yíng)商如何轉(zhuǎn)向多芯設(shè)計(jì)：
http://www.azulsystems.com/media/The_451_Group_Mis_451_Mis_Report.htm?
●NetworkWorldFusion在"Start-Up Promises Computing Power on Demand"中將網(wǎng)絡(luò)附加處理技術(shù)描述為應(yīng)運(yùn)而生的計(jì)算能力，Jennifer Mears(2005年3月)：
http://www.nwfusion.com/news/2005/030705-azul-systems.html
●Shahin Khan，Azul系統(tǒng)的副總裁及首席營(yíng)銷官，在"Get Ready to Buy Chips by the Kilo"中，談到了一個(gè)可以按“千克-芯”(kilo-core)買處理器的世界：
http://www.theregister.co.uk/2005/01/11/azul_khan_comment/
●更多關(guān)于J2EE開發(fā)的文章，瀏覽 JavaWorld的J2EE部分的主題目錄：
http://www.javaworld.com/channel_content/jw-j2ee-index.shtml?
●更多關(guān)于Java開發(fā)工具的文章，瀏覽JavaWorld的開發(fā)工具部分的主題目錄：
http://www.javaworld.com/channel_content/jw-tools-index.shtml進(jìn)入討論組討論。

（出處：http://m.survivalescaperooms.com）

上一篇：J2EETM藍(lán)圖摘要

下一篇：Servlet簡(jiǎn)介（二）