六種隔離技術(shù)你知道幾種呢?

為了將我們的應(yīng)用部署到服務(wù)器上，我們需要為其配置一個運行環(huán)境。從底層到頂層有這樣的運行環(huán)境及容器：

1. 隔離硬件：虛擬機
2. 隔離操作系統(tǒng)：容器虛擬化
3. 隔離底層：Servlet容器
4. 隔離依賴版本：虛擬環(huán)境
5. 隔離運行環(huán)境：語言虛擬機
6. 隔離語言：DSL

實現(xiàn)上這是一個請求的處理過程，一個HTTP請求會先到達你的

從上圖中我們還可以發(fā)現(xiàn)一點： Docker容器是建立在Aufs基礎(chǔ)上的。AUFS是一種Union File System，它可以不同的目錄掛載到同一個虛擬文件系統(tǒng)下。它的目的就是為了實現(xiàn)上圖的增量遞增的過程，同時又不會影響原有的目錄。即如下的流程如下：

image

其增量的過程和我們使用Git的過程中有點像，除了在最開始的時候會有一個鏡像層。隨后我們的修改都可以保存下來，并且當(dāng)下次我們提交修改的時候，我們也可以在舊有的提交上運行。

因此，Docker與LXC的差距就如下如圖所示：

LXC時每個虛擬機只能是一個虛擬機，而Docker則是一系列的虛擬機。

3、隔離底層(Servlet容器)

在上面的例子里我們已經(jīng)隔離開了操作系統(tǒng)的因素，接著我們還需要解決操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境引起的差異。早期開發(fā)Web應(yīng)用時，人們使用CGI技術(shù)，它可以讓一個客戶端，從網(wǎng)頁瀏覽器向執(zhí)行在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的程序請求數(shù)據(jù)。并且CGI程序可以用任何腳本語言或者是完全獨立編程語言實現(xiàn)，只要這個語言可以在這個系統(tǒng)上運行。而這樣的腳本語言在多數(shù)情況下是依賴于系統(tǒng)環(huán)境的，特別是針對于C++這一類的編譯語言來說，在不同的操作系統(tǒng)中都需要重新編譯。

而Java的Servlet則是另外一種有趣的存在，它是一種獨立于平臺和協(xié)議的服務(wù)器端的Java應(yīng)用程序，可以生成動態(tài)的Web頁面。

Tomcat

在開發(fā)Java Web應(yīng)用的過程中，我們在開始環(huán)境使用Jetty來運行我們的服務(wù)，而在生產(chǎn)環(huán)境使用Tomcat來運行。他們都是Servlet容器，可以在其上面運行著同一個Servlet應(yīng)用。Servlet是指由Java編寫的服務(wù)器端程序，它們是為響應(yīng)Web應(yīng)用程序上下文中的HTTP請求而設(shè)計的。它是應(yīng)用服務(wù)器中位于組件和平臺之間的接口集合。

Tomcat服務(wù)器是一個免費的開放源代碼的Web應(yīng)用服務(wù)器。它運行時占用的系統(tǒng)資源小，擴展性好，支持負載平衡與郵件服務(wù)等開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)常用的功能。除此，它還是一個Servlet和JSP容器，獨立的Servlet容器是Tomcat的默認模式。其架構(gòu)如下圖所示：

Servlet被部署在應(yīng)用服務(wù)器中，并由容器來控制其生命周期。在運行時由Web服務(wù)器軟件處理一般請求，并把Servlet調(diào)用傳遞給“容器”來處理。并且Tomcat也會負責(zé)對一些靜態(tài)資源的處理。

4、隔離依賴版本(虛擬環(huán)境)

對于Java這一類的編譯語言來說，不存在太多語言運行帶來的問題。而對于動態(tài)語言來說就存在這樣的問題，如Ruby、Python、Node.js等等，這一個問題主要集中于開發(fā)環(huán)境。當(dāng)然如果你在一個服務(wù)器上運行著幾個不同的應(yīng)用來說，也會存在這樣的問題。這一類的工具在Python里有VirtualEnv，在Ruby里有RVM、Rbenv，在Node.js里有NVM。

下圖是使用VirtualEnv時的不同幾個應(yīng)用的架構(gòu)圖：

如下所示，在不同的虛擬環(huán)境里，我們可以使用不同的依賴庫。在這上面構(gòu)建不同的應(yīng)用，也可以使用不同的Python版本來構(gòu)建系統(tǒng)。通常來說，這一類的工具主要用于本地的開發(fā)環(huán)境。

5、隔離運行環(huán)境(語言虛擬機)

最后一個要介紹的可能就是更加抽象的，但是也是更加實用的一個，JVM就是這方面的一個代表。在我們的編程生涯里，我們很容易就會遇到跨平臺問題——即我們在我們的開發(fā)機器上開發(fā)的軟件，在我們的產(chǎn)品環(huán)境的機器上就沒有辦法運行。特別是當(dāng)我們使用Mac OS或者Windows機器上開發(fā)了我們的應(yīng)用，然后我們需要在Linux系統(tǒng)上運行，就會遇到各種問題。并且當(dāng)我們使用了一個需要重新編譯的庫時，這種問題就更加麻煩。

如下圖所示的是JVM的架構(gòu)示意圖

JVM是一種用于計算設(shè)備的規(guī)范，它是一個虛構(gòu)出來的計算機，是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實現(xiàn)的。它可以實現(xiàn)“編寫一次，到處運行”。

換句話來說，它在底層實現(xiàn)了環(huán)境隔離，它屏蔽了與具體操作系統(tǒng)平臺相關(guān)的信息，使得Java程序只需生成在Java虛擬機上運行的目標(biāo)代碼(字節(jié)碼)，就可以在多種平臺上不加修改地運行。

基于此，只要其他編程語言的編譯器能生成正確Java bytecode文件，這個語言也能實現(xiàn)在JVM上運行。如下圖所示的是基于JVM的Jython語言的架構(gòu)圖：

其底層是基于JVM，而編寫時則是用Python語言，并且他可以使用Java的模塊來編程。

常見擁有同樣架構(gòu)的工具，還有MySQL，如下圖是所示的是MySQL的架構(gòu)圖：

MySQL在最頂層提供了一個名為SQL的查詢語言，這個查詢語言只能用于查詢數(shù)據(jù)庫，然而它卻是一種更高級的用法 。它不像通用目的語言那樣目標(biāo)范圍涵蓋一切軟件問題，而是專門針對某一特定問題的計算機語言，即領(lǐng)域特定語言。

6、隔離語言(DSL)

這是一門特別有意思也特別值得期待的技術(shù)，但是實現(xiàn)它并不是一件容易的事。

作為討論隔離環(huán)境的一部分，我們只看外部DSL。內(nèi)部DSL與外部DSL大的區(qū)別在于：外部DSL近似于創(chuàng)建了一種新的語法和語義的全新語言。如下圖所示是兩中DSL的一種對比：

在這樣的外部DSL里，我們有自己的語法、自己的解析器、類型檢測器等等。最簡單且最常用的DSL就是Markdown，如下圖所示：

如果我們可以將我們的業(yè)務(wù)邏輯寫成DSL，那么我們就不需要擔(dān)心底層語言的變動過多地影響原有的業(yè)務(wù)邏輯。換句話說，這相當(dāng)于創(chuàng)建了我們自己的語言隔離環(huán)境，我們不需要思考用何種語言來實用我們的業(yè)務(wù)。

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