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https://github.com/songcser/sanic-ms

基于sanic的微服务基础架构
https://github.com/songcser/sanic-ms

aiohttp aiohttp-client asyncio microservice peewee sanic swagger unittest zipkin

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基于sanic的微服务基础架构

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README 

        
# Sanic Micro Service



基于sanic的微服务基础架构



## Introduce



使用python做web开发面临的一个最大的问题就是性能，在解决C10K问题上显的有点吃力。有些异步框架Tornado、Twisted、Gevent 等就是为了解决性能问题。这些框架在性能上有些提升，但是也出现了各种古怪的问题难以解决。



在python3.6中，官方的异步协程库asyncio正式成为标准。在保留便捷性的同时对性能有了很大的提升,已经出现许多的异步框架使用asyncio。



使用较早的异步框架是aiohttp，它提供了server端和client端，对asyncio做了很好的封装。但是开发方式和最流行的微框架flask不同，flask开发简单，轻量，高效。将两者结合起来就有了sanic。



Sanic框架是和Flask相似异步协程框架，简单轻量，并且性能很高。本项目就是以sanic为基础搭建的微服务框架。微服务最近很火，它解决了复杂性问题，提高开发效率，便于部署等优点。



正是结合这些优点, 以sanic为基础，集成多个流行的库搭建微服务框架。



## Feature



* **使用sanic异步框架，简单，轻量，高效。**

* **使用uvloop为核心引擎，使sanic在很多情况下单机并发甚至不亚于Golang。**

* **使用asyncpg为数据库驱动，进行数据库连接，执行sql语句执行。**

* **使用aiohttp为Client，对其他微服务进行访问。**

* **使用peewee为ORM，但是只是用来做模型设计和migration。**

* **使用opentracing为分布式追踪系统。**

* **使用unittest做单元测试，并且使用mock来避免访问其他微服务。**

* **使用swagger做API标准，能自动生成API文档。**



## Usage



[Example](https://github.com/songcser/sanic-ms/tree/master/examples)



#### Swagger API

![image](https://github.com/songcser/sanic-ms/raw/master/examples/images/1514528294957.jpg)



#### Zipkin Server

![image](https://github.com/songcser/sanic-ms/raw/master/examples/images/1514528423339.jpg)

![image](https://github.com/songcser/sanic-ms/raw/master/examples/images/1514528479787.jpg)



## Config



> 设置配置文件和Django相似，通过设置环境变量值SANIC_CONFIG_MODULE



```

export SANIC_CONFIG_MODULE='mysite.configs'

```



## Server



> 使用sanic异步框架，有较高的性能，但是使用不当会造成blocking, 对于有IO请求的都要选用异步库。**添加库要慎重**。

> sanic使用uvloop异步驱动，uvloop基于libuv使用Cython编写，性能比nodejs还要高。



功能说明：



#### Before Server Start



* 创建DB连接池

* 创建Client连接

* 创建queue, 用于日志追踪

* 创建opentracing.tracer进行日志追踪



#### Middleware



* 处理跨域请求

* 创建span, 用于日志追踪

* 对response进行封装，统一格式



#### Error Handler



对抛出的异常进行处理，返回统一格式



#### Task



创建task消费queue中对span，用于日志追踪



#### Asynchronous Handler

由于使用的是异步框架，可以将一些IO请求并行处理



Example:



```

async def async_request(datas):

    # async handler request

    results = await asyncio.gather(*[data[2] for data in datas])

    for index, obj in enumerate(results):

        data = datas[index]

        data[0][data[1]] = results[index]



@user_bp.get('/')

@doc.summary("get user info")

@doc.description("get user info by id")

@doc.produces(Users)

async def get_users_list(request, id):

    async with request.app.db.acquire(request) as cur:

        record = await cur.fetch(

            """ SELECT * FROM users WHERE id = $1 """, id)

        datas = [

            [record, 'city_id', get_city_by_id(request, record['city_id'])]

            [record, 'role_id', get_role_by_id(request, record['role_id'])]

        ]

        await async_request(datas)

        return record

```

get_city_by_id, get_role_by_id是并行处理。



#### 相关连接

[sanic](https://github.com/channelcat/sanic)



## Model & Migration



> Peewee is a simple and small ORM. It has few (but expressive) concepts, making it easy to learn and intuitive to use。

>

> ORM使用peewee, 只是用来做模型设计和migration, 数据操作使用asyncpg。



Example:



```

# models.py



class Users(Model):

    id = PrimaryKeyField()

    create_time = DateTimeField(verbose_name='create time',

                                default=datetime.datetime.utcnow)

    name = CharField(max_length=128, verbose_name="user's name")

    age = IntegerField(null=False, verbose_name="user's age")

    sex = CharField(max_length=32, verbose_name="user's sex")

    city_id = IntegerField(verbose_name='city for user', help_text=CityApi)

    role_id = IntegerField(verbose_name='role for user', help_text=RoleApi)



    class Meta:

        db_table = 'users'



# migrations.py



from sanicms.migrations import MigrationModel, info, db



class UserMigration(MigrationModel):

    _model = Users



    # @info(version="v1")

    # def migrate_v1(self):

    #     migrate(self.add_column('sex'))



def migrations():

    try:

        um = UserMigration()

        with db.transaction():

            um.auto_migrate()

            print("Success Migration")

    except Exception as e:

        raise e



if __name__ == '__main__':

    migrations()

```



* 运行命令 python migrations.py

* migrate_v1函数添加字段sex, 在BaseModel中要先添加name字段

* info装饰器会创建表migrate_record来记录migrate，version每个model中必须唯一，使用version来记录是否执行过，还可以记录author，datetime

* migrate函数必须以**migrate_**开头



#### 相关连接



[peewee](http://docs.peewee-orm.com/en/latest/)



## DB 



> **asyncpg is the fastest driver among common Python, NodeJS and Go implementations**

>

> 使用asyncpg为数据库驱动, 对数据库连接进行封装, 执行数据库操作。

>

> 不使用ORM做数据库操作，一个原因是性能，ORM会有性能的损耗，并且无法使用asyncpg高性能库。另一个是单个微服务是很简单的，表结构不会很复杂，简单的SQL语句就可以处理来，没必要引入ORM。



Example:



```

sql = "SELECT * FROM users WHERE name=$1"

name = "test"

async with request.app.db.acquire(request) as cur:

    data = await cur.fetchrow(sql, name)



async with request.app.db.transaction(request) as cur:

    data = await cur.fetchrow(sql, name)

```



* acquire() 函数为非事务, 对于只涉及到查询的使用非事务，可以提高查询效率

* tansaction() 函数为事务操作，对于增删改必须使用事务操作

* 传入request参数是为了获取到span，用于日志追踪

* **TODO**  数据库读写分离



#### 相关连接

[asyncpg](https://github.com/MagicStack/asyncpg)

[benchmarks](https://magic.io/blog/asyncpg-1m-rows-from-postgres-to-python/)



## Client



> 使用aiohttp中的client，对客户端进行了简单的封装，访问其他微服务。



> Don’t create a session per request. Most likely you need a session per application which performs all requests altogether.

> A session contains a connection pool inside, connection reusage and keep-alives (both are on by default) may speed up total performance.



Example: 



```

@app.listener('before_server_start')

async def before_srver_start(app, loop):

    app.client =  Client(loop, url='http://host:port')



async def get_role_by_id(request, id):

    cli = request.app.client.cli(request)

    async with cli.get('/cities/{}'.format(id)) as res:

        return await res.json()



@app.listener('before_server_stop')

async def before_server_stop(app, loop):

    app.client.close()



```



对于访问不同的微服务可以创建多个不同的client，这样每个client都会keep-alives



#### 相关连接



[aiohttp](http://aiohttp.readthedocs.io/en/stable/client.html)



## LOG & Distributed Tracing System



> 使用官方logging, 配置文件为logging.yml, sanic版本要0.6.0及以上。JsonFormatter将日志转成json格式，用于输入到ES

>

> Enter OpenTracing: by offering consistent, expressive, vendor-neutral APIs for popular platforms, OpenTracing makes it easy for developers to add (or switch) tracing implementations with an O(1) configuration change. OpenTracing also offers a lingua franca for OSS instrumentation and platform-specific tracing helper libraries. Please refer to the Semantic Specification.



### 装饰器logger



```

@logger(type='method', category='test', detail='detail', description="des", tracing=True, level=logging.INFO)

async def get_city_by_id(request, id):

    cli = request.app.client.cli(request)

```



* type: 日志类型，如 method, route

* category: 日志类别，默认为app的name

* detail: 日志详细信息

* description: 日志描述，默认为函数的注释

* tracing: 日志追踪，默认为True

* level: 日志级别，默认为INFO



### 分布式追踪系统



* OpenTracing是以Dapper，Zipkin等分布式追踪系统为依据, 为分布式追踪建立了统一的标准。

* Opentracing跟踪每一个请求，记录请求所经过的每一个微服务，以链条的方式串联起来，对分析微服务的性能瓶颈至关重要。

* 使用opentracing框架，但是在输出时转换成zipkin格式。 因为大多数分布式追踪系统考虑到性能问题，都是使用的thrift进行通信的，本着简单，Restful风格的精神，没有使用RPC通信。以日志的方式输出, 可以使用fluentd, logstash等日志收集再输入到Zipkin。Zipkin是支持HTTP输入的。

* 生成的span先无阻塞的放入queue中，在task中消费队列的span。后期可以添加上采样频率。

* 对于DB，Client都加上了tracing



#### 相关连接



[opentracing](https://github.com/opentracing/opentracing-python)

[zipkin](https://github.com/openzipkin/zipkin)

[jaeger](https://uber.github.io/jaeger/)



## API



> api文档使用swagger标准。



Example:



```

from sanicms import doc



@user_bp.post('/')

@doc.summary('create user')

@doc.description('create user info')

@doc.consumes(Users)

@doc.produces({'id': int})

async def create_user(request):

    data = request['data']

    async with request.app.db.transaction(request) as cur:

        record = await cur.fetchrow(

            """ INSERT INTO users(name, age, city_id, role_id)

                VALUES($1, $2, $3, $4, $5)

                RETURNING id

            """, data['name'], data['age'], data['city_id'], data['role_id']

        )

        return {'id': record['id']}

```



* summary: api概要

* description: 详细描述

* consumes: request的body数据

* produces: response的返回数据

* tag: API标签

* 在consumes和produces中传入的参数可以是peewee的model,会解析model生成API数据, 在field字段的help_text参数来表示引用对象

* http://host:ip/openapi/spec.json 获取生成的json数据



#### 相关连接



[swagger](https://swagger.io/)



## Response



在返回时，不要返回response，直接返回原始数据，会在Middleware中对返回的数据进行处理，返回统一的格式，具体的格式可以[查看](https://gist.github.com/songcser/ae8af65f33f34f09f265879e107cb584)



## Unittest



> 单元测试使用unittest



Example:



```

from sanicms.tests import APITestCase

from service.server import app



class TestCase(APITestCase):

    _app = app

    _blueprint = 'visit'



    def setUp(self):

        super(TestCase, self).setUp()

        self._mock.get('/cities/1',

                       payload={'id': 1, 'name': 'shanghai'})

        self._mock.get('/roles/1',

                       payload={'id': 1, 'name': 'shanghai'})



    def test_create_user(self):

        data = {

            'name': 'test',

            'age': 2,

            'city_id': 1,

            'role_id': 1,

        }

        res = self.client.create_user(data=data)

        body = ujson.loads(res.text)

        self.assertEqual(res.status, 200)

```



* 其中_blueprint为blueprint名称

* 在setUp函数中，使用_mock来注册mock信息, 这样就不会访问真实的服务器, payload为返回的body信息

* 使用client变量调用各个函数, data为body信息，params为路径的参数信息，其他参数是route的参数



### coverage



```

coverage erase

coverage run --source . -m sanicms tests

coverage xml -o reports/coverage.xml

coverage2clover -i reports/coverage.xml -o reports/clover.xml

coverage html -d reports

```



* coverage2colver 是将coverage.xml 转换成 clover.xml，bamboo需要的格式是clover的。



#### 相关连接



[unittest](https://docs.python.org/3/library/unittest.html)

[coverage](https://coverage.readthedocs.io/en/coverage-4.4.1/)

## Exception



> 使用 app.error_handler = CustomHander() 对抛出的异常进行处理



Example:



```

from sanicms.exception import ServerError



@visit_bp.delete('/users/')

async def del_user(request, id):

    raise ServerError(error='内部错误',code='10500', message="msg")

```



* code: 错误码，无异常时为0，其余值都为异常

* message: 状态码信息

* error: 自定义错误信息

* status_code: http状态码，使用标准的http状态码