网硕互联帮助中心部署概述
本章我们将探索部署这一激动人心的领域——这是开发流程的最后一步，经过精心设计和严格测试的应用程序将在此阶段面向用户开放。 部署工作包括配置、托管、维护应用程序，并确保终端用户能够访问。 部署流程主要包含以下阶段：预生产（确保代码库已完成并准备就绪）、编译（将源代码转换为机器代码）、打包（将所有必要组件整合为可分发的格式）、安装（将包部署至服务器）以及激活（启动程序）。
部署流程始于预生产阶段。 开发团队确保代码库已完成最终确定并准备就绪可投入生产。 这包括对代码的全面审查、最终测试以及所有利益相关方的批准。 关键是要确保所有功能都按要求实现、所有缺陷都得到解决，且应用程序功能完备可供使用。
图11.1 部署阶段
预生产阶段之后是编译阶段。 编译是将开发人员编写的源代码翻译成机器码的过程。 这种机器码是能被计算机处理器直接执行的底层代码。 编译器会检查源代码是否存在语法或语义错误，若未发现错误则将其翻译为机器码。 对于 C++这类语言，这是关键步骤。 但对于 Python 或 JavaScript 这类解释型语言，此步骤在运行时处理。
编译成功后，下一步是打包。 打包过程需要将应用程序的所有必要组件（包括编译后的代码、库文件、依赖项和资源文件）整合为可分发的格式。 这种通常以.zip 文件或 Docker 容器形式存在的包，包含了在服务器上安装和运行应用程序所需的一切。 关键是要确保包内包含所有必要组件，并且这些组件与目标环境兼容。
打包完成后进入安装阶段。 在安装过程中，应用程序包会被传输到托管服务器上。 目标服务器可能是数据中心的物理服务器、云环境中的虚拟机，或是 Kubernetes 集群中的容器。 安装过程包括解压包文件、将文件放置到相应目录、设置必要的环境变量，以及配置服务器以运行应用程序。
部署的最后阶段是激活。 激活包括启动应用程序并使其可供用户使用。 这可能涉及启动服务器，如 Apache 或 Nginx，将应用程序交付给用户的浏览器。 也可能涉及启动后台服务或守护进程，使应用程序持续运行。 应用程序一旦激活，用户应能通过互联网访问。 即使在部署后，运维团队仍需在生产环境中维护和支持应用程序。 通过监控、日志记录和告警确保运行时间和性能。 问题会与开发人员共同进行分类和调试。 未来的更新将重新开始部署流程。 稳健的部署实践确保应用程序从代码库可靠安全地过渡到生产系统。 简化的部署能力使开发速度得以提升。
部署策略
部署策略主要基于我们如何管理应用程序从旧版本到新版本的过渡过程。 最常见的策略包括"重建"（一次性全部部署）、"渐进式"（也称为滚动更新或增量更新）、"蓝绿部署"、"金丝雀发布"以及"A/B 测试"。 重建策略需要先关闭旧版本，然后部署新版本。 渐进式部署会先向一小部分用户推出更新，随着对更新信心的增强逐步提高部署比例。 蓝绿部署包含两个完全相同的环境，其中一个处于运行状态（绿色环境），另一个处于闲置状态（蓝色环境）。 金丝雀发布与渐进式类似，但能更精确控制用户比例。A/B 测试会将少量用户定向到新版本，其余用户继续使用旧版本，从而进行性能对比。
制定部署策略需要考虑停机时间的可接受程度、目标用户群体、测试的健壮性、应用程序的复杂性以及团队的部署专业能力。 例如，蓝绿部署虽然更复杂，但能在需要时立即回滚。 金丝雀发布和 A/B 测试能提供有价值的用户反馈，但对小型内部应用可能有些大材小用。
此外，各类部署平台都能协助这一过程，从传统服务器到现代云服务（如 AWS、谷歌云和 Azure），再到平台即服务（PaaS）选项（如 Heroku 和 Netlify）。 根据应用程序需求和可用资源，不同平台可能更为适合。
部署的核心在于实现从开发环境到生产环境的成功过渡，这需要周全的规划和多因素考量。 在后续章节中，我们将结合目前讨论的概念，实际演练博客应用的部署过程。
部署准备
部署准备阶段是软件开发生命周期中的关键环节。 在此阶段，您需要确保应用程序已完全准备就绪，可供公众使用。 这一阶段不容忽视，因为它为用户体验和应用程序的整体接受度奠定了基础。 接下来的章节将探讨部署检查清单中应包含的关键要素，确保您在追求成功顺利部署的过程中面面俱到。 以下是最佳检查清单供您参考：
环境设置
创建与生产环境相匹配的配置环境至关重要。 这意味着您应当使用相同的操作系统、相同版本的编程语言解释器/编译器、相同版本的依赖项等。 同时需要考虑应用程序可能承受的负载类型，因为这会影响所需服务器的规格。
配置管理
确保应用程序配置与代码分离。 应通过环境变量或配置文件进行管理，这些参数可根据部署环境进行调整。 在我们的博客应用中，数据库连接、服务器主机和端口号就是典型的环境相关配置项。
版本控制
一个良好的部署流程不仅要对代码进行版本控制，还要对数据库模式、配置文件乃至部署流程本身进行版本管理。 应当维护记录应用程序版本历史的变更日志。
数据库迁移
确保对数据库模式的所有变更都能以可预测且可重复的方式实施。 在我们的博客应用中，如果对存储博客文章的模式进行更改，这些变更应当以受控方式应用到生产数据库。
备份与恢复
在部署前，建立备份与恢复策略至关重要。 若发生故障，您应具备明确的应用程序数据恢复流程。
性能
确保您的应用程序已通过全面性能测试，能够应对预期负载。 这可能包括压力测试（评估系统在极限负载下的表现）和负载测试（评估其在预期负载下的表现）。
安全性
部署应用程序时，安全性应是首要考虑因素。 敏感数据（如我们博客应用中的用户密码）必须安全处理。 需要全面考虑敏感数据加密、安全数据传输协议以及防范常见网络攻击等措施。
监控与告警
了解应用在生产环境中的性能表现至关重要。 应部署监控系统，在出现问题时及时发出警报，并提供有助于调试问题的信息。
全面文档记录
最后，文档记录能成为救命稻草。 在此过程中，请确保记录部署流程，不仅为了自己，也为了其他可能需要了解的人。
若能关注以下每个方面并相应处理，将有助于确保部署顺利进行，应用程序在生产环境中稳定运行。 需谨记这不是一次性工作；每次准备部署时，都应逐项核对这份清单以确保万无一失。
示例程序：在 AWS 上部署博客应用
在亚马逊网络服务（AWS）上部署 C++后端应用程序包含一系列步骤，并需要利用多种 AWS 服务。 本文将重点介绍 AWS Elastic Beanstalk，这是 AWS 提供的一项强大且用户友好的服务。Elastic Beanstalk 旨在通过抽象化许多底层细节来简化部署流程，从而使开发人员能够快速高效地启动应用程序。
该服务对开发人员特别有益，因为它自动化了应用程序设置、容量配置、负载均衡、自动扩展和应用程序健康监控等复杂流程。 通过 Elastic Beanstalk，您可以在 AWS 云中快速部署和管理应用程序，而无需担心运行这些应用程序的基础设施。 这让您可以专注于编写 C++代码，而 AWS 会处理部署细节。
以下是具体操作步骤的详细说明：
准备应用程序
在部署应用程序之前，您需要将其打包为 AWS 能够理解的格式。 这通常意味着创建一个包含应用程序代码及相关依赖项的 zip 文件或 Docker 容器。
在我们的案例中，由于 C++应用程序是使用 gRPC、MongoDB 和 Nginx 构建的，我们将使用 Docker 将所有内容打包在一起。Dockerfile 可能如下所示：
# Use an official C++ runtime as a parent image
FROM gcc:9.2.0
# Set the working directory in the container to /app
WORKDIR /app
# Copy the current directory contents into the container at /app
ADD . /app
# Install any needed packages specified in requirements.txt
RUN apt-get update && \\
apt-get install -y libgrpc++-dev protobuf-compiler && \\
make
# Make port 80 available to the world outside this container
EXPOSE 80
# Run the app when the container launches
CMD ["./myapp"]
该 Dockerfile 指定父镜像为 gcc:9.2.0（一个 C++运行时环境），将工作目录设置为/app，将当前目录（你的 C++代码）复制到 Docker 镜像中，安装必要的库，为 Web 服务器暴露 80 端口，然后运行你的应用程序。
创建 Elastic Beanstalk 应用
创建 Elastic Beanstalk 应用包含几个简单步骤。 首先需要访问 AWS 管理控制台，这是管理所有 AWS 服务的中心枢纽。 然后打开专为应用部署和管理设计的 Elastic Beanstalk 控制台。
图 11.2 通过 AWS 访问 Elastic Beanstalk
进入 Elastic Beanstalk 控制台后，您会看到"创建新应用程序"的选项。 点击该选项将提示您为应用程序命名，名称应具有唯一性和描述性，以便在其他应用程序中识别。 系统还会要求您提供应用程序的简要描述。 此描述为可选内容，但有助于提供关于应用程序用途、关键功能或其他相关信息的额外背景。
创建环境
成功创建应用程序后，下一步是设置环境。 在 AWS 中，环境的功能类似于虚拟服务器，为应用程序运行提供必要的基础设施。
要创建环境，请导航至"环境"部分并选择"立即创建"选项。 在后续选项中，选择"Web 服务器环境"，然后点击"创建"继续。
图11.3 环境创建
在接下来的页面中，您需要指定平台和应用程序代码。 在"平台"部分，从下拉菜单中选择"多容器 Docker"。 该选项表明您打算使用 Docker——一个用于自动化应用程序部署、扩展和管理的流行平台。
接着，在"应用程序代码"部分选择"上传您的代码"选项。 这将允许您上传在初始步骤中创建的 Docker 镜像。 该 Docker 镜像封装了您的应用程序，提供了一个自包含的运行环境，包含应用程序运行所需的所有内容：代码、运行时环境、库、环境变量和配置文件。
环境配置
环境配置是部署过程中的关键步骤。 在此处设置应用程序正常运行所需的必要参数。 为此，请导航至 AWS Elastic Beanstalk 仪表板侧边栏中的"配置"选项。
图 11.4 Beanstalk 仪表板中的配置项
进入配置部分后，找到"Software"分类。 这里可以指定应用程序的环境属性。 这些属性本质上是键值对，代表应用程序将使用的环境变量。
例如，如果您正在部署一个使用 MongoDB 作为数据库的博客应用程序，您需要将 MongoDB 连接字符串作为环境属性提供。 该字符串至关重要，它使您的应用程序能够连接并与数据库交互。
应用部署
部署应用程序是整个流程的最后一步。 当您的环境配置正确后，点击"上传并部署"按钮即可继续。 系统将提示您选择在前几步中创建的 zip 文件或 Docker 镜像。 选择相应文件后，点击"部署"按钮。AWS Elastic Beanstalk 将接管并处理后续所有流程。
图11.5 应用程序部署
在此阶段，AWS 将启动一个包含应用程序运行实例的环境。 该环境本质上是专为应用程序配置的虚拟服务器。 部署成功后，AWS 会提供一个 URL 用于访问应用程序。 这个 URL 会在 Elastic Beanstalk 控制台中显著显示。
这标志着应用程序部署完成。 您的应用程序曾经局限于本地开发环境，现在已托管在强大且可扩展的基础架构上，随时准备为全球用户提供服务。
设置持续部署
AWS Elastic Beanstalk 与 AWS CodePipeline 集成，实现持续部署。 通过 CodePipeline，您可以设置工作流，使得每次将更改推送到代码存储库（如 GitHub）时，AWS 会自动部署应用程序的新版本。
图11.6 设置持续部署的流程
要完成此设置，请前往 AWS CodePipeline 控制台并创建一个新的流水线。 将其连接到您的代码仓库，并将部署阶段设置为您的 Elastic Beanstalk 环境。 接下来，每次推送代码变更时，AWS 将自动构建您的 Docker 镜像，并使用新版本应用程序更新您的 Elastic Beanstalk 环境。
部署验证
部署应用程序后，验证一切是否按预期运行至关重要。 以下步骤将指导您确认应用程序是否成功部署：
AWS Elastic Beanstalk 控制面板
第一步是检查 AWS Elastic Beanstalk 控制面板。 当部署过程完成后，您的环境状态应变为"绿色"，健康状态显示为"正常"。 这表明 AWS 已成功部署您的应用程序并可以与之交互。
查看应用程序版本
在同一仪表板上，您可以在"应用程序版本"选项卡下验证已部署的应用程序版本。 该选项卡显示所有已部署应用程序版本的列表。 您会看到最新版本位于列表顶部，并标记为"已部署"。
访问应用程序
尝试通过 Elastic Beanstalk 提供的 URL 访问您的应用程序。 该 URL 列在仪表板的"环境详情"部分。 如果您的应用程序成功加载，则表示已正确部署。 在我们的博客应用程序案例中，您应该能够查看博客文章，甚至创建新文章、更新或删除现有文章。
检查日志
如果您的应用程序未按预期加载，AWS 提供了日志来帮助诊断问题。 在 AWS Elastic Beanstalk 仪表板中，转到侧边栏的"日志"链接。 请求最后 100 行日志或完整日志转储。 检查日志中是否有任何错误信息，这些信息可能指示部署过程中出现的问题。
监控
AWS 还提供了全面的监控工具。 在 AWS Elastic Beanstalk 仪表板中，转到侧边栏的"监控"链接。 该页面提供了各种指标的图表，如 CPU 使用率、网络流量等。 如果这些指标在预期范围内，您的应用程序可能运行正常。
请记住，成功部署并不保证应用程序的每个功能都能按预期工作。 因此，在部署后必须通过手动测试应用程序功能或使用自动化测试工具来确保所有功能正常运行。
总结
在本章中，我们深入探讨了应用程序部署这一关键领域。 我们首先明确了部署在后端开发中的重要性。 部署过程是连接应用程序开发阶段与交付用户使用的重要桥梁。 它不仅关乎让应用程序上线运行，更涉及诸多考量因素，包括应对规模扩展的准备、潜在缺陷处理，以及真实场景中可能出现的各种意外问题。
接着我们探讨了部署前的必要准备工作，通过建立思维流程检查清单来确保应用程序的完备性。 这包括确保所有功能都经过充分测试、安全措施到位、数据库安全且索引合理，以及服务器能够处理预期流量负载。 我们还特别强调了根据应用程序具体需求选择合适部署平台（如 AWS）的重要性。
最后，我们实际将博客应用部署到了 AWS 上，展示了从配置 AWS Elastic Beanstalk 到最终上线的全过程。 该过程强调了部署后监控和测试的重要性，包括检查日志、验证部署是否成功以及确认应用程序功能是否正常。 请记住，成功部署只是应用开发旅程中的一个里程碑，真正的考验始于用户在实际环境中开始使用你的应用。
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