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審校 | 孫淑娟 梁策

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對于云原生的應(yīng)用來說，一個現(xiàn)代化的GraphQL API層需要具備兩個特征：水平可擴(kuò)展性以及高可用性。

比如說，給一臺運(yùn)行API層的現(xiàn)有機(jī)器設(shè)備增加更多的CPU、內(nèi)存和其他資源，這是垂直擴(kuò)展性。而水平擴(kuò)展性會為你的API基礎(chǔ)設(shè)施添加更多的機(jī)器設(shè)備。

垂直擴(kuò)展性主要是為了實現(xiàn)某種特定的擴(kuò)展，而一個具備水平擴(kuò)展性的API層可以發(fā)揮超越單臺機(jī)器的容積能力。

當(dāng)談到高可用性的時候，GraphQL層需要無差錯地持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)(甚至在一些超出我們可控范圍的突發(fā)情況中)。這是判斷一個系統(tǒng)是否具備99.999%高可用特征的最佳考核指標(biāo)。

這篇文章將為你介紹：如何使用一個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫在幾分鐘內(nèi)迅速搭建一個跨越同一個公共云片區(qū)的多個可用區(qū)域的GraphQL層。

最終的解決方案將會橫跨多個可用區(qū)域，并且可以經(jīng)受區(qū)域級別的故障，以及水平地擴(kuò)展。

下面我們拿AWS、Hasura云，以及Yugabyte云作為參考平臺來做案例演示。

跨多個可用區(qū)域來部署YugabyteDB

就從數(shù)據(jù)庫層開始吧，我們選擇??YugabyteDB??——一個開源的分布式SQL數(shù)據(jù)庫。

對于可擴(kuò)展性和可快速恢復(fù)的API來說，它是一個理想的支撐服務(wù)。

YugabyteDB同時也是符合PostgreSQL語法習(xí)慣的一個數(shù)據(jù)庫。這意味著我們不需要學(xué)習(xí)另外一門SQL方言或者從零開始地重寫現(xiàn)有的應(yīng)用。

那么需要花費多少時間來部署一個有彈性、跨多區(qū)域的YugabyteDB集群呢?

這要看情況而定，但如果你像我一樣懶，或者更傾向于直接使用云原生服務(wù)的話，那么Yugabyte云將會是完成這項任務(wù)的最簡單的方式：

1.對于初學(xué)者來說，創(chuàng)建或者注冊你的Yugabyte云賬號。

2.然后，準(zhǔn)備一個多節(jié)點的跨越若干個可用區(qū)域的YugabyteDB集群：

a. 選用一個自定義的集群名字，比如 multi-zone-cluster，把集群服務(wù)安放在離你最近的AWS片區(qū)(對我來說，N.Virginia - us-east-1是最近的)，然后確保把Fault Tolerance這項參數(shù)設(shè)置為Availability Zone Level。

b. 點擊Download credentials下載證書。然后點擊"Create Cluster"(創(chuàng)建集群)。

那我們怎么利用YugabyteDB來實現(xiàn)高可用呢?

這個集群有三個節(jié)點，部署在三個可用區(qū)域的其中一個里面。備份因子同樣已設(shè)置為3。

這意味著每一個節(jié)點(而實際上是在每個區(qū)域)都會維護(hù)著一份數(shù)據(jù)記錄的拷貝。在我的例子中，分別位于us-east-1b、us-east-1c、以及us-east-1a等可用區(qū)域里都分別有一個節(jié)點：

節(jié)點

YugabyteDB是基于Raft一致性協(xié)議的。因此，按當(dāng)前已有三個節(jié)點的配置，我們可以釋放為一個節(jié)點(或者說，一個可用區(qū)間——只要在每個片區(qū)都有一個節(jié)點)，這個節(jié)點仍然是可運(yùn)行的。

為什么YugabyteDB不選擇只用一個節(jié)點來處理請求服務(wù)呢?

依據(jù)CAP定理(又稱作布魯爾定理)，YugabyteDB??是一個遵循一致性和分區(qū)容錯性(CP)的數(shù)據(jù)庫??。

下面的公式定義了容錯變量K和備份因子RF之前的依賴關(guān)系：

RF=(2k + 1)

在我的例子中，K=1(意思是，集群可以釋放為1個節(jié)點)，而因此，RF結(jié)果為3(3份數(shù)據(jù)拷貝)。

問題來了，如果數(shù)據(jù)庫需要處理100倍的查詢次數(shù)或者存儲更多的數(shù)據(jù)，那我們怎么樣利用YugabyteDB來完成水平擴(kuò)展呢?只需要在集群的Setting界面添加更多的節(jié)點到基礎(chǔ)設(shè)施里。

打造一個可擴(kuò)展以及富有彈性的 Hasura GraphQL層

Hasura 是一個高級的GraphQL服務(wù)器，它基于符合PostgreSQL方言的數(shù)據(jù)庫(比如YugabyteDB)，提供了快速實時的GraphQL API。

Hasura有一個完全可管理的云版本。創(chuàng)建一個Hasura項目，具有水平擴(kuò)展性和高可用性，開箱即用：

• 創(chuàng)建或登錄你的Hasura Cloud賬號;
• 創(chuàng)建一個Standard Tier項目：

1. 選擇一個AWS片區(qū)，類似部署YugabyteDB那樣——在我的例子中，是US East (N. Virginia)。
2. 點擊Create Project按鈕，繼續(xù)部署操作。

就像我們所看到的，Hasura沒有任何與擴(kuò)展性或區(qū)域級別可用性相關(guān)的設(shè)置。那么，在可能發(fā)生區(qū)域故障或者哪天有必要做水平擴(kuò)展的時候，我們?nèi)绾未_定API層能夠繼續(xù)保持可運(yùn)行呢?

實際上，只要我們選擇了Standard Tier，這兩個特性就都會有的。這就是Hasura在文檔所說的：

• 水平擴(kuò)展：??Hasura Cloud能夠自動地擴(kuò)展你的應(yīng)用??而不用去考慮實例的數(shù)量、內(nèi)核、內(nèi)存或者閾值。你可以保持增加并發(fā)用戶的數(shù)量以及API的調(diào)用次數(shù)，同時，Hasura Cloud將會自動幫你實現(xiàn)優(yōu)化。
• **高可用：**Hasura的多實例可以運(yùn)行于graphql引擎。??在Hasura Cloud里，自動化的擴(kuò)展處理以及支持運(yùn)行所必需的基礎(chǔ)設(shè)施，都會被安排妥當(dāng)，不需要人工干預(yù)。??

把Hasura鏈接到Y(jié)ugabyteDB

到目前為止，我們已經(jīng)部署了一個Hasura GraphQL層和YugabyteDB集群，可以支撐水平擴(kuò)展以及區(qū)域級別的突發(fā)故障了。剩下要做的，就是把這兩個組件連接起來，為我們的應(yīng)用提供一個最終解決方案。

把Hasura添加到Y(jié)ugabyteDB白名單里

YugabyteDB集群實例要求我們設(shè)定所訪問數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用IP地址。對我們的Hasura實例來說這并不難。

把Hasura Cloud IP添加到Y(jié)ugabyte Cloud終端的Allow IP List里:

• 從你的Hasura項目界面里復(fù)制Hasura Cloud IP。
• 轉(zhuǎn)到Y(jié)ugabyteDB Cloud，把IP添加到IP Allow List里。

建立連接

在授權(quán)Hasura訪問YugabyteDB實例后，我們需要在兩個服務(wù)之間建立連接。這需要兩個步驟：

1. 打開Yugabyte Cloud，然后復(fù)制一個鏈接URL:

• 點擊Connect按鈕，選擇Connect to your Application選項。
• 勾選Optimize。
• 復(fù)制鏈接YSQL(Yugabyte SQL)的唯一URL。
• 確保使用之前從YugabyteDB集群部署那個步驟下載的證書里面的信息，替換掉數(shù)據(jù)庫用戶和密碼。

3. 轉(zhuǎn)到Hasura云，與YugabyteDB建立一個連接：

• 點擊Launch Console按鈕，跳轉(zhuǎn)到Data & Schema 管理界面。
• 填寫YugabyteDB鏈接參數(shù)，建立一個鏈接。
• 點擊Connect Database按鈕，建立鏈接。

我們剛剛已經(jīng)完成一個Graphql API層的搭建，它可以支撐區(qū)域級別的故障以及水平擴(kuò)展能力?，F(xiàn)在，我們用一些樣例數(shù)據(jù)和請求來做一個健全性測試。

創(chuàng)建一個樣例數(shù)據(jù)庫

按照以下的步驟，在YugabyteDB里創(chuàng)建用戶表和消息表：

1. 在YugabyteDB Cloud終端里，點擊Launch the Cloud Shell。

2. 創(chuàng)建用戶表Users和消息表Messages：

3. SQL：

CREATE SEQUENCE users_pk_seq CACHE 100;
CREATE SEQUENCE messages_pk_seq CACHE 100;

CREATE TABLE Users (
id int NOT NULL DEFAULT nextval('users_pk_seq'),
name text,
age int,
city text,
PRIMARY KEY(id));

CREATE TABLE Messages (
id int NOT NULL DEFAULT nextval('messages_pk_seq'),
sender_id int REFERENCES Users(id),
recipient_id int REFERENCES Users(id),
payload text,
PRIMARY KEY (id)
);

4.最后，初始化用戶表，創(chuàng)建兩條記錄：

SQL：

INSERT INTO USERS (name, age, city) VALUES
('John', 35, 'Austin'),
('Mark', 36, 'Seattle');

用GraphQL來查詢數(shù)據(jù)

往YugabyteDB里載入樣例數(shù)據(jù)庫后，我們可以體驗到Hasura提供的GraphQL API層帶來的便利。

把數(shù)據(jù)表暴露到GraphQL層

即使Hasura自動檢測數(shù)據(jù)庫端的結(jié)構(gòu)更改，我們?nèi)匀恍枰鞔_指定哪些表可以通過GraphQL API查詢：

1. 在Hasura Console里打開Data & Schema Management。

2. 點擊Track All按鈕，通過YugabyteDB API展示出兩個數(shù)據(jù)表:

3. 最后，點擊Track按鈕，建立從message表到users表的外鍵關(guān)聯(lián)關(guān)系:

查詢數(shù)據(jù)

下一步，我們來用GraphQL讀取用戶表里面的記錄：

1. 打開Hasura Console界面的Api Explorer標(biāo)簽：

2. 查詢?nèi)坑脩?

query {
  users {
    id
    name
    age
    city
  }
}

3.最后，確認(rèn)輸出如下:

{
  "data": {
    "users": [
      {
        "id": 1,
        "name": "John",
        "age": 35,
        "city": "Austin"
      },
      {
        "id": 2,
        "name": "Mark",
        "age": 36,
        "city": "Seattle"
      }
    ]
  }
}

更新數(shù)據(jù)

最后，來確認(rèn)一下我們的GraphQL API能夠順利處理寫入問題。

1. 使用以下的GraphQL變種語法，添加一條消息記錄到數(shù)據(jù)庫里：

mutation {
  insert_messages_one(object: {recipient_id: 2, sender_id: 1, payload: "Hi, Mark! How are you doing?"}) {
    id
  }
}

2.從YugabyteDB反向讀取消息:

query {
  messages {
    payload
    userBySenderId {
      name
      city
    }
    user {
      name
      city
    }
  }
}

3.確認(rèn)輸出如下：

{
  "data": {
    "messages": [
      {
        "payload": "Hi, Mark! How are you doing?",
        "userBySenderId": {
          "name": "John",
          "city": "Austin"
        },
        "user": {
          "name": "Mark",
          "city": "Seattle"
        }
      }
    ]
  }
}

結(jié)論

正如我們在這篇文章里所看到的，正確地融合現(xiàn)代的云原生服務(wù)，可以搭建一個水平可擴(kuò)展和一個高可用的GraphQL API層。

在幾分鐘的時間里，我們已經(jīng)得到一個可以處理請求增加的API層，并把它的容積能力從10GB擴(kuò)展到100GB，甚至更大的容量。此外，最重要的是，它能夠持續(xù)服務(wù)應(yīng)用的請求，哪怕突發(fā)區(qū)域級別故障也可以做到。

最后，如果你的GraphQL API層需要跨多個云片區(qū)工作，并能實現(xiàn)片區(qū)級別的突發(fā)狀況容錯，那么你仍然可以使用Hasura和YugabyteDB。目前，這項能力可在自管理安裝選項中獲取(可參考 ??YugabyteDB的多區(qū)域部署??)。

相信在不久的將來，它也會往完全管理版本的技術(shù)方向發(fā)展。

譯者介紹

譚劍，畢業(yè)于廣東財經(jīng)大學(xué)，現(xiàn)自主創(chuàng)業(yè)。喜歡編程、外語、閱讀。

原文標(biāo)題：??How To Set Up a Scalable and Highly-Available GraphQL API in Minutes??，作者：Denis Magda

網(wǎng)頁標(biāo)題：如何在幾分鐘內(nèi)搭建一個可擴(kuò)展并且高可用的GraphQLAPI
瀏覽地址：http://www.5511xx.com/article/ccecgge.html