腾讯云开源业界首个云原生标准的一站式微服务管理框架Femas

企业数字化向云本生演进历程面临诸多痛点，微效逸框架不统一、和谈多样化、语言异构，纷纷复纯的微效逸技术栈，根原组件之间像一座座孤岛，各个根原组件的控制面不能互联，让用户的体验十收解裂，各类汗青承担妨碍了企业滑腻过渡到云本生架构的进程。

为了协助企业快捷滑腻转型为云本生微效逸架构，腾讯颠终多年的摸索取翻新，原日正式开源业界首个云本生范例的一站式微效逸打点框架Femas，通过界说一套开放式的微效逸控制面范例和谈，真现微效逸根原组件的统一打点和调治。数据面基于多运止时的架构设想，根原才华范例化、模块化、活络可扩展，协助开发者将云本生中间件生态无缝的集成到业务系统中，真现分布式微效逸运止时生命周期的一站式打点，让企业能快捷便利构建基于云本生的大范围分布式架构。

一、布景

云本生技术通过资源的池化和秒级的弹性，给企业数字化转型带来的极大的价值和方便，降低资源老原、进步研发效率、真现快捷托付等价值越来越被业界否认。微效逸做为云本生规模中更开放、轻质、麻利高效的技术架构，也获得了迅猛的展开，依据O’Reilly公布的止业市场调研报告显示，寰球约莫80%摆布的企业都正在运用微效逸来构建业务系统。越来越多的企业探寻云本生化的微效逸架构转型，使得业务更好的上云，享受云本生的技术盈余。

O’Reilly微效逸市场止业调研报告

抱负美好，理论不容易，不少企业的云本生微效逸架构转型之路其真不顺滑，正在转型的历程中面临诸多挑战：

技术栈不统一：微效逸框架和谈繁多，开发语言寡多，框架共存维护开发老原高；

中间件生态复纯：纷纷复纯的微效逸中间件生态，缺乏统一打点和调治，用户体验分裂；

业务耦折：本生微效逸治理才华耦折业务，晋级艰难，妨碍根原才华和业务系统的演进；

可视化打点艰难：微效逸的理念是效逸装分，但正在效逸装分历程中网络拓扑可能会变得很是复纯，此外复纯的中间件体系，使微效逸治理体系须要站正在全局的更高的视角去处置惩罚惩罚网络拓扑图里的流质治理、高可用、可不雅视察性等问题。

针对上述挑战，企业只要通过折法的设想软件架构，威力丰裕享受云带来盈余。将来微效逸治理的架构将沿着以下几多个标的目的演进：

多语言、多和谈适配；

焦点治理才华范例化、模块化、可扩展；

民主化松耦折，轻质可移植，无厂商依赖；

治理控制面和谈统一，造成业界共鸣范例，一套CRD（Custom Resource Definition）治理范例和谈，下发多套治理数据面；

数据面生态的多元化，譬喻多语言的proxyless形式，JVMTI agent，跨语言的proxy代办代理形式等；

数据面才华下沉，片面兼容开源生态；

正在调研了当下收流社区的技术方案和用户需求后，咱们发现以Envoy为代表的proxy代办代理形式尽管对业务方通明，但是对维护者带来的是机能延迟、以及高昂的格外进修和运维老原，企业自建微效逸落地相对艰难。相比之下，proxyLess的Mesh方式更贴近开源社区用户。

正在此根原上，咱们颠终技术摸索和翻新，正在遵照面向分布式设想、面向配置、高 SLA、可不雅视察性、安宁性等云本生架构设想准则下，推出proxyLess形式的多运止时微效逸范例框架Femas，通过界说一套开放式的微效逸管控范例，协助开发者快捷接入并了解微效逸架构，协助用户真现异构系统微效逸的统一打点。

二、Femas简介

跟着越来越多的企业投身数字化上云的海潮，腾讯云微效逸平台TSF历经多年磨砺，收撑了腾讯内部聪慧零售、财付通、王者荣耀等焦点业务系统，登科七次人口普查、某四大止及国内头部保险等政务、金融头部客户海质业务的构建取展开，Femas 做为腾讯云 TSF 的开源产品状态，正式对社区开发者开放TSF正在消费环境中的局部焦点源代码，开源框架聚焦微效逸运止时，供给给多框架统一效逸发现、南北及东西流质治理、效逸可不雅视察、配置打点等一站式微效逸管控才华，处置惩罚惩罚企业微效逸架构转型中异构框架复用难、激删流质管控难、排障规复耗时长等焦点问题。

Femas从控制面和数据面两个角度，界说了一套符折当前社区收流技术栈的微效逸治理方案，便捷企业正在稳定换根原设备的状况下，落地整套企业级的微效逸处置惩罚惩罚方案。

数据面：Femas应用Multi-runtime的架构设想，将微效逸底层的焦点才华范例化、模块化，将微效逸规模分裂的根原组件通过折法的架构组拆正在一起，来满足多元化的微效逸场景，轻质化、可移植、低老原、无云厂商绑定。

控制面：Femas供给统一的控制面范例和谈，以及一套包孕了治理、资源等微效逸观念的CRD界说，同时也撑持大都据面下发。

Femas协助差异的用户群体过渡到微效逸架构：

面向最末用户：Femas 供给了完好的控制台才华，并且供给了常见的框架插件，兼容收流开源技术，用户只需添加 Pom 依赖，就能便捷倏地的领有全套的可视化微效逸运止时才华。

面向自研框架团队：Femas给取插件化设想，制订了一套折乎Multi-runtime范例标准的微效逸API接口，正在此之上、更删多了微效逸运止时的笼统层，框架团队可以通过高度封拆 的API接口，将任意自研框架接入 Femas，与得全套可视化的微效逸运止时才华。

面向平台团队：Femas 笼统了微效逸运止时会用到的的确全副组件才华，并且供给了大质的真现。平台团队也可以通过自界说组件的真现，组拆成折乎公司内部平台状况的私有微效逸平台供给给公司研发运用。

统一观念：那里的观念由多个维度构成，比如统一物理机、虚拟机、容器等差异根原资源的观念， 大概像差异企业厂商对根原设备的界说都有一套各自的业务语义，类似可用区、定名空间等。为了将上述那些差异体系维度的技术栈融合到同一套控制面，Femas正在控制面层统一了差异体系的观念，为控制面和谈的范例化统一供给根原。

统一才华：Femas界说了微效逸运止时所须要的范例才华矩阵，并将所有才华停行封拆，让企业能够基于Femas快捷的构建一套企业级的范例微效逸打点平台，才华可扩展，便捷晋级和维护。

统一治理：针对差异和谈框架，差异语言的微效逸体系，Femas制订了一套无关框架和谈的治理范例API接口，让企业的异构微效逸架构都能无缝集成Femas，让多语言、多框架的微效逸技术栈都能正在一套平台上面统一纳管。

2.2 控制面治理和谈范例的统一

Femas制订了一套统一的CRD，此中蕴含了治理规矩界说。

同一套控制面规矩和谈撑持大都据面，既可下发规矩到sdk/agent，也可以下发给Sidecar。

sdk/agent撑持控制面插件化，sdk撑持控制面的数据下发的扩展，譬喻默许撑持paas平台的http和谈下发；也可以扩展撑持k8s的XDS和谈下发规矩。

撑持脱离控制面径自运用，SDK撑持正在使用原地的YAML格局的规矩配置。

三、罪能特性

Femas才华概览

Femas完成为了对企业级的微效逸架构才华矩阵的范例界说，次要包孕四大罪能特性：

3.1 注册核心打点

Femas真现了对收流开源注册核心的打点（目前撑持Consul、Nacos、Eureka），蕴含集群打点，效逸打点，用户正在Paas平台配置注册核心集群，便可查察集群形态和效逸列表。

正在效逸注册发现的底层技术中，Femas真现了一套范例的注册发现API接口，用户可以间接运用Femas供给的SDK注册发现到收流的开源注册核心，能够正在一套平台上真现多套注册核心集群的打点。

Femas控制台：多套注册核心集群的打点

3.2 效逸治理

Femas的效逸治理才华由TSF的治理才华演化而来，供给效逸鉴权、API打点、熔断降级、会见限流、效逸注册发现、效逸路由、效逸变乱等治理才华。正在Femas中，您可以真现：

多和谈多语言统一治理平面

springcloud sdk取mesh互访

基于自界说和系统标签治理

可不雅视察：治理变乱和流质的监测

Femas打通了proxy代办代理形式和proxyless形式间的效逸互访，用户可以真现任何场景下的效逸治理，真现云本生技术栈效逸治理的统一打点。

Femas控制台：效逸治理核心

3.3 效逸可不雅视察

正在效逸监控方面，供给全方位立体的监控体系，协助用户快捷排障。Femas正在设想之初就撑持业界范例的APM和谈，欲望将使用侧agent探针聚集到的数据，输出到多个backend管控端，真现使用侧数据支罗和和谈的范例统一。相关技术真现方案如下：

1.Metrics：真现了一套范例的业务Metrics目标的API接口，Femas默许运用micrometer真现业务Metrics统计。

2.Tracing：真现了一套范例的tracing API接口，SDK侧卖力制订OpenTracing日志标准和链路支罗。由于业界可不雅视察的统一范例Opentelemtry正在展开阶段，第一阶段默许运用SkyWalking agent支罗Tracing信息。

用户正在控制台上可以通过宏不雅观视角和微不雅观视角，理解到效逸挪用链上的具体信息，挪用链可视化数据撑持可扩展，用户可依据笼统的tracing查问接口，从其余backend(譬喻jaeger、skywalking)管控端获与可视化数据，默许撑持skywalking的管控端。

宏不雅观视角：依赖拓扑图查察效逸之间和高粗俗组件（MySQL、Redis、MongoDB）间的依赖干系和挪用状况。譬喻效逸高粗俗挪用干系、效逸挪用的根柢Metrics统计、效逸取中间件组件依赖干系等

微不雅观视角：通过挪用链阐明瓶颈和蜕化效逸。供给挪用链ID、基于挪用耗时、挪用光阳排序，撑持挪用链树形展示，撑持异样类型及异样堆栈展示

3.4 配置打点

Femas真现了一套范例的配置API接口，配置分为治理规矩、使用配置，用户真现配置的分布式打点，以及使用配置打点、配置热更新等范例才华。

治理规矩配置打点：撑持通过Paas平台间接下发治理规矩，不依赖其余三方组件，规矩恒暂化撑持SDK数据库RocksDB和外接的Mysql数据库。

使用配置打点：撑持任意开源配置核心对接，供给根原配置发布、监听、回滚、版原打点才华，譬喻配置发布撑持yaml、版原对照、配置监听、配置回滚。

真现分布式按时任务的调治和打点。用户通过控制台便可配置、打点按时调治任务，查问任务的执止记录和执止日志，配置任务超时重试机制，正在担保高牢靠的同时，让用户通过简略的控制台收配便可停行任务的调治打点。

3.6 分布式事务

基于 TCC 形式供给了 AT 和 MT 两种形式的分布式事务打点罪能。应付跨数据库、跨效逸的分布式场景，用户可以通过控制台查察事务运止状况并停行超时事务办理，包就事务的一致性。

形式

特点

AT 形式

依赖数据库；对开发者友好，开发者无须编写confirm 和 cancel 办法

MT 形式

不依赖数据库，愈加活络。正在非凡场景下，用户可自界说劣化和非凡罪能的真现。

3.7 全链路灰度

全链路灰度基于微效逸陈列组的泳道设想，全链路灰度发布场景中，第一步须要分别泳道，将多个使用的某个版原划入同一泳道，正在全链路灰度验证时，正在泳道的入口使用作规矩校验，命中流质分派规矩之后，依照各个泳道里面布局的道路作流质的全链路治理。

3.8 其余微效逸运止时才华

Femas应付运止时的才华其真不设置边界，旨正在协助用户更好的真现微效逸化转型的同时，能够更简略的去运维和了解微效逸。运止时才华自身会比较分裂，咱们也欲望通过一套范例的微效逸界说，以及控制台的搭配，将运止时的所有才华能够串联起来，而非独立的去运用。

将来咱们将会把上述的可不雅视察性删多Event，并且将治理才华比如路由、熔断等，和可不雅视察性联结，协助用户对微效逸中每个止动带来的影响都明晰明了。同样的，应付当前还没有波及到的诸如state stores的形态打点、publish&subscribe的音讯打点、分布式锁、分布式ID等，咱们也将会和可不雅视察性，以及从微效逸的视角去停行联动。

3.9 取Dapr的区别

Dapr做为目前一款比较酷热的多运止时框架，Femas和Dapr次要有两大差异：

lFemas更重视才华的联结，比起每个才华独立的运用，Femas更欲望从微效逸的视角，去连贯起那局部才华。以微效逸为对象，可不雅视察为基石将使用运止时须要用到的才华可视化的展现出来，从而更好的了解和打点微效逸架构。

lDapr自身制订了一套原人的范例，Femas尽管也有原人的界说，但是两者最大的区别正在于运用Dapr须要用户正在业务上停行代码的改变，而Femas通过劣秀的笼统，通过很轻质的方式去适配各个RPC框架，从而作到用户不须要改变业务代码，既可以运用多运止时带来的劣势。

四、架构设想

从当前企业逢到的痛点动身，是摸索一个新技术的最好切入点，目前，腾讯微效逸平台的企业用户体质很是宏壮，而且正在连续删加，正在协助企业数字化上云的历程中，逢到了不少的挑战，原着效逸寰球开发者的愿景，咱们不停的考虑如何用折法的架构去处置惩罚惩罚那些痛点。

4.1 范例化、模块化

微效逸的中间件生态很是的复纯，每个才华规模都有多个厂商供给的组件，缺乏统一的业界共鸣范例，譬喻注册发现有北极星PolarisMesh、Consul等，音讯队列有Pulsar、Kafka等，各个根原组件像一座座数据孤岛，各个根原组件的控制面无奈互联让用户的体验十收解裂，业务开发须要对接、晋级根原组件，有形中删多了根原架会谈业务开发间的沟通协做老原，使得企业整个技术生态陷入维护老原高昂的困境，果此须要一个不乱折法的软件架构系统去打点调治那些纷纷复纯的根原设备，闭幕低效、分裂的用户体验。

架构便捷、快捷迭代晋级也是云本生架构的重要价值之一，但传统中间件使得业务系统跟根原设备强耦折，构想假如根原才华须要晋级，像全链路灰度、多活等须要联动全局的才华，则须要敦促整个业务共同晋级，此中老原可想而知，根原才华的轻质化、可移植、无厂商依赖也是个很是重要的考质目的，根原设备维护人员和业务开发人员应当各司其职，业务不应当过多关注根原设备细节，传统中间件果为原身存正在的局限性，那些问题都不能很好的处置惩罚惩罚。

基于传统组件面临的种种问题，Red Hat首席架构师Bilgin Ibryam对云本生规模的微效逸架构展开提出了multi-runtime的理念。

runtime做为真践的动身点，Bilgin Ibryam提显现代分布式使用步调的需求分为 4 类，划分是生命周期（lifecycle）、网络（networking）、形态（state）和绑定（binding）。

生命周期：编程语言会指定生态系统中的可用库、打包格局和运止时，主动化陈列、弹性伸缩、自愈等代表了使用步调生命周期的需求。

网络：从更宽泛的角度去把握网络，譬喻DNS、流质管控。

形态：依赖于底层的形态的分布式才华，如缓存、效逸编排和工做流、分布式单例、久时调治。

绑定：正在跟外部系统的集成历程中，依赖度额和谈转化，舛错规复等才华。

找到分布式问题的素量之后，Bilgin Ibryam接下来谈到将来云本生的趋势的设计，提出了multi-runtime的观念。

1.将分布式的才华笼统成多个 Runtime，并将才华外移。

2.将所有才华范例化、模块化，业务系统跟中间件的交互方式改动为面向分布式才华的范例API挪用。

3.将业务系统从 Fat SDK 的时代解放出来，业务系统无需耦折根原才华的 SDK。

4.云本生根原设备跟业务系统能够独立演进，企业数字化，快捷扩展、快捷迭代的才华大幅提升。

multi-runtime敦促了中间件生态的范例化和通明化下沉，真现业界根原才华API接口范式的统一。

咱们也察觉到multi-runtime的根原才华范例化、模块化对架构演进带来的价值，无厂商绑定、可移植，敦促各个微效逸中间件厂商的范例化，对开源生态和内部自研的片面兼容。咱们依据经历，将微效逸装分红一个个根原才华模块，对每个模块停行接口界说，

面向分布式才华的笼统

才华模块化

才华范例化

Femas将底层焦点才华范例化、模块化，业务使用由传统面向各个根原才华的开发改动为面向分布式才华的范例化API挪用。统一了业务层的根原才华语义，也极大删多了根原才华的可扩展性和可维护性。应付社区开发者而言，模块化的设想降低奉献代码门槛，开发者正在修复某个模块的缺陷时，无需关注其余模块的代码，欲望吸引更多开发者的怪异参取开源建立。

面向分布式范例才华的API挪用

4.2 微效逸和谈接入范例的统一

腾讯云微效逸平台数据面正在演进初期，正在适配每个框架和谈的时候，都会投入大质的老原，譬喻Spring Cloud自身版原寡多，D到H每个版 原都有厘革，以至到了的2020构造大变。新删feature须要cherry-pick到每个版原代码上，操做了当前版原特性的罪能，则无奈复用到其余版原，类比至其余框架，Dubbo也存正在那些问题，咱们发现纵然只撑持Spring Cloud一个框架都会卷入大质的人力，更不用提其余自研框架。

果此咱们欲望自研一套框架，能够取RPC框架无关，作到框架焦点才华代码跟上层和谈代码的彻底分袂，互不影响，协助用户低老原地应对和谈框架的版原迭代。

针对多微效逸框架和谈多样化的问题，Femas将微效逸生命周期笼统为一下几多个阶段：初始化、真例注册、效逸挪用的DNS、流质出站、流质入站、效逸销誉。正在微效逸和谈的各个生命阶段作统一拦截，真现差异和谈的轻质、低老原接入。

4.3 插件化设想活络、可扩展

腾讯内部不少公有云效逸都运用了公司内部的组件，比如注册核心用的是北极星，配置核心是七彩石等等。对外托付时，内部组件由于种种起果无奈托付，所以那些名目须要同时维护差异的分收，一个用于维护内部组件，另一个则用于维护对外的各类组件。咱们欲望有一套框架，能够真现根原组件的活络可交换，自由组拆Paas平台须要的微效逸组件才华矩阵，撑持Paas平台多元化的场景。

针对Paas业务场景多元化的问题，Femas 将整体架构分红了三层

组件层：微效逸使用正在运止历程中可能须要用到的才华笼统成为了一个个组件模块，所有的组件模块构建成一个插件容器池。插件容器池的两层数据构造： > 。

平台适配层：适配层会依据用户配置的插件高下文，从插件池被选择用户须要的组件真现。差异的适配器，会选择差异的组件插件真现组折，来适应差异平台的需求场景。

微效逸和谈扩展层：真现各个和谈框架的治理插件，将Femas的才华正在框架适宜的处所中停行埋点，作赴任异和谈框架的轻质接入，并且能正在同一套平台上面统一打点。

4.4 开箱即用的控制台

Femas供给开箱即用的控制台，降低社区用户POC老原，控制台数据恒暂化默许撑持原地嵌入式数据库RocksDB，和外接的mysql数据库，存储外接方式撑持控制台的水平扩展。数据恒暂化撑持可扩展，用户可依据笼统的数据收配接口，将治理数据存储到其余K/V数据库或干系型数据库。

五、Femas总览

开放：供给控制面微效逸管控API接口笼统封拆、撑持任意注册核心、APM、配置核心开源组件对接交换，防行单一技术绑定，能适配大大都企业的根原技术栈。

范例：界说一套微效逸多运止时管控范例包孕效逸发现、效逸治理、配置打点、效逸挪用及挪用链日志埋点才华笼统。

治理：通过效逸发现、治理才华笼统封拆真现异构语言、框架、和谈统一效逸发现、治理平面真现效逸互访突破业务烟囱壁垒。

接入：第一阶段供给侵入式SDK方式，将来供给无侵入Sidecar/agent接入方式，撑持多语言、多框架、多和谈低老原接入，降低用户迁移及上手难度。

轻质：用户可按需对接收撑组件如注册核心、APM、配置打点组件，各模块使用才华无厂商绑定，可删质插拔扩展才华撑持容器陈列，资源轻质

可不雅视察：集成全局效逸依赖拓扑、挪用链、监控目标真现端到端使用机能阐明及高效排障才华。

Femas是PolarisMesh社区开源的此外一款子产品，PolarisMesh统一腾讯微效逸生态建立，

polaris聚焦效逸注册发现和治理核心，femas则专注微效逸运止时一站式生命周期打点，两款开源产品对标腾讯微效逸规模差异的目的和布局，生态互联。Femas做为北极星的粗俗产品，范例化API同样折用于北极星，Femas的治理CRD和谈能够彻底兼容北极星，默许撑持北极星的效逸注册发现和治理核心。

Femas开源布局展望将来趋势

腾讯云微效逸治理目前有两种状态，划分是proxy代办代理形式和proxyless形式。

治理数据面才华下沉但凡碰面临 JVMTI Agent 取Envoy两种技术栈的选择。对照 JVMTI Agent 取 Service Mesh。

JVMTI Agent 是基于 Java 本生的技术，可维护性较好，无侵入，没有格外运维老原，同时还具备高SLA、高机能的劣点。但弊病是premain会耽误启动光阳，且无奈跨语言，仍须要跟业务进程一起编译上线。

Service Mesh 的劣点是撑持跨语言，而且没有业务侧的代码兼容性问题，能够快捷迭代，独立晋级。但弊病是独立容器，CPU 泯灭较大，问题逃踪也相对艰难，机能延迟高于agent，须要格外维护老原。

从当前微效逸治理的展开趋势来看，治理控制面趋于和谈统一，造成业界共鸣范例，一套CRD治理范例和谈，下发多套治理数据面。而数据面，则展现出生态的多元化，譬喻多语言的proxyless，跨语言的Envoy代办代理，JVMTI agent等技术各施甜头，怪异敦促业务的快捷展开，加快企业数字化转型。

Femas开源RoadMap

后续Femas的开源筹划：

开源焦点SDK

开源开箱即用的可视化paas平台

制订的微效逸治理的CRD和谈，统一控制面治理和谈范例

继续补充微效逸运止时才华

目前femas曾经完成的运止时才华有：注册核心打点、效逸治理、效逸可不雅视察、配置打点，其余运止时才华仍待完善。

TSF接来下会完善监控才华，并反哺到开源社区。

全链路灰度、分布式事务、分布式任务、分布式锁等运止时才华目前尚未正式对外开放，假如社区需求回响强烈，则会思考对外开放。

多语言SDK撑持，go sdk的撑持

治理才华无侵入，字节码加强和Proxy两种方式

完善名目文档

协助社区开发者正在企业落地

Femas开源版本原自腾讯TSF的局部消费代码，咱们曾经将焦点主体局部提交到社区。腾讯开源鼓舞激励筹划激劝开发者参取奉献，社区开发对代码大概文档的每一个issue探讨大概PR咱们都会积极采用，参取者将与得：

参预腾讯开源名目奉献者名单，并展如今腾讯开源官网

写入详细项宗旨 CONTRIBUTING.md

腾讯开源奉献者证书（电子版&纸量）

成为线下技术大会/沙龙特邀嘉宾

Q币及纪念品

GitHub地址：https://github.com/polarismesh/femas