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使用 Cloud Run 和 Pub/Sub 建構可復原的非同步系統

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使用 Cloud Run 和 Pub/Sub 建構可復原的非同步系統

实验 1 小时 universal_currency_alt 5 积分 show_chart 中级
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GSP650

Google Cloud 自修研究室標誌

Pet Theory 標誌

總覽

在「Serverless Cloud Run Development」課程的實驗室中,您要支援一間虛擬的企業,並輔助其中角色進行無伺服器遷移計畫。

小莉在十二年前設立了連鎖獸醫診所 Pet Theory。近年來,隨著診所越開越多,Pet Theory 也有了採用自動化程序的需求。Pet Theory 在處理實驗公司傳回的醫療檢測結果時,不僅速度太慢,還容易發生錯誤,小莉想要改善這種情況。

目前 Pet Theory 的 IT 管理員阿克是以手動方式處理測試結果。每當公司傳回檢測結果,阿克就要撰寫郵件並傳給寵物已檢測完畢的顧客,接著在手機上輸入簡訊,將結果傳送給顧客。

阿克與軟體顧問小茹一同合作,希望設計更具擴充性的系統。他們想要建構一個不必經常持續維護的無伺服器解決方案。阿克和小茹決定採用無伺服器技術。

目標

本實驗室的學習內容包括:

  • 建立 Pub/Sub 主題和訂閱項目
  • 建立 Cloud Run 服務,用於接收 HTTP 要求,並將訊息發布到 Cloud Pub/Sub
  • 建立 Cloud Run 服務,接收來自 Cloud Pub/Sub 的訊息
  • 建立 Pub/Sub 訂閱項目來觸發 Cloud Run 服務
  • 測試系統復原力

先備知識

本實驗室假設您已熟悉 Cloud 控制台和殼層環境。本實驗室屬於一系列實驗室之一。參加先前的實驗室會對您有幫助,但並非必要:

設定和需求

注意:請以 Username 1 身分登入 Google Cloud 控制台,以完成本實驗室工作。否則,進行這個實驗室時會發生錯誤。

點選「Start Lab」按鈕前的須知事項

請詳閱以下操作說明。研究室活動會計時,而且中途無法暫停。點選「Start Lab」 後就會開始計時,讓您瞭解有多少時間可以使用 Google Cloud 資源。

您將在真正的雲端環境中完成實作研究室活動,而不是在模擬或示範環境。為達此目的,我們會提供新的暫時憑證,讓您用來在研究室活動期間登入及存取 Google Cloud。

如要完成這個研究室活動,請先確認:

  • 您可以使用標準的網際網路瀏覽器 (Chrome 瀏覽器為佳)。
注意:請使用無痕模式或私密瀏覽視窗執行此研究室。這可以防止個人帳戶和學生帳戶之間的衝突,避免個人帳戶產生額外費用。
  • 是時候完成研究室活動了!別忘了,活動一開始將無法暫停。
注意:如果您擁有個人 Google Cloud 帳戶或專案,請勿用於本研究室,以免產生額外費用。

如何開始研究室及登入 Google Cloud 控制台

  1. 按一下「Start Lab」(開始研究室) 按鈕。如果研究室會產生費用,畫面中會出現選擇付款方式的彈出式視窗。左側的「Lab Details」窗格會顯示下列項目:

    • 「Open Google Cloud console」按鈕
    • 剩餘時間
    • 必須在這個研究室中使用的暫時憑證
    • 完成這個實驗室所需的其他資訊 (如有)
  2. 點選「Open Google Cloud console」;如果使用 Chrome 瀏覽器,也能按一下滑鼠右鍵,然後選取「在無痕式視窗中開啟連結」

    接著,實驗室會啟動相關資源並開啟另一個分頁,當中顯示「登入」頁面。

    提示:您可以在不同的視窗中並排開啟分頁。

    注意:如果頁面中顯示「選擇帳戶」對話方塊,請點選「使用其他帳戶」
  3. 如有必要,請將下方的 Username 貼到「登入」對話方塊。

    {{{user_0.username | "Username"}}}

    您也可以在「Lab Details」窗格找到 Username

  4. 點選「下一步」

  5. 複製下方的 Password,並貼到「歡迎使用」對話方塊。

    {{{user_0.password | "Password"}}}

    您也可以在「Lab Details」窗格找到 Password

  6. 點選「下一步」

    重要事項:請務必使用實驗室提供的憑證,而非自己的 Google Cloud 帳戶憑證。 注意:如果使用自己的 Google Cloud 帳戶來進行這個實驗室,可能會產生額外費用。
  7. 按過後續的所有頁面:

    • 接受條款及細則。
    • 由於這是臨時帳戶,請勿新增救援選項或雙重驗證機制。
    • 請勿申請免費試用。

Google Cloud 控制台稍後會在這個分頁開啟。

注意:如要查看列出 Google Cloud 產品和服務的選單,請點選左上角的「導覽選單」「導覽選單」圖示

啟動 Cloud Shell

Cloud Shell 是搭載多項開發工具的虛擬機器,提供永久的 5 GB 主目錄,而且在 Google Cloud 中運作。Cloud Shell 提供指令列存取權,方便您使用 Google Cloud 資源。

  1. 點按 Google Cloud 控制台上方的「啟用 Cloud Shell」圖示 「啟動 Cloud Shell」圖示

連線完成即代表已通過驗證,且專案已設為您的 PROJECT_ID。輸出內容中有一行宣告本工作階段 PROJECT_ID 的文字:

您在本工作階段中的 Cloud Platform 專案會設為「YOUR_PROJECT_ID」

gcloud 是 Google Cloud 的指令列工具,已預先安裝於 Cloud Shell,並支援 Tab 鍵自動完成功能。

  1. (選用) 您可以執行下列指令來列出使用中的帳戶:
gcloud auth list
  1. 點按「授權」

  2. 輸出畫面應如下所示:

輸出內容:

ACTIVE: * ACCOUNT: student-01-xxxxxxxxxxxx@qwiklabs.net To set the active account, run: $ gcloud config set account `ACCOUNT`
  1. (選用) 您可以使用下列指令來列出專案 ID:
gcloud config list project

輸出內容:

[core] project = <project_ID>

輸出內容範例:

[core] project = qwiklabs-gcp-44776a13dea667a6 附註:如需有關 gcloud 的完整說明,請前往 Google Cloud 並參閱「gcloud CLI overview guide」(gcloud CLI 總覽指南)。

設定區域和可用區

某些 Compute Engine 資源專屬於特定的區域和可用區。「區域」是您可以執行資源的特定地理位置,每個區域中會有一或多個「可用區」。

請在 Cloud 控制台中執行下列 gcloud 指令,設定研究室的預設區域和可用區:

gcloud config set compute/zone "{{{project_0.default_zone|ZONE}}}" export ZONE=$(gcloud config get compute/zone) gcloud config set compute/region "{{{project_0.default_region|REGION}}}" export REGION=$(gcloud config get compute/region)

情境

Pet Theory 希望能自動將檢測結果分享給顧客。之前他們為了因應越來越多的預約數,度過了一段艱難的時期,因此小莉決定請小茹幫忙...

小莉

小莉 (Pet Theory 創辦人)

小茹你好:

謝謝妳之前幫我整理保險公司入口網站。

我想知道有沒有處理醫療檢測結果的好方法。我們需要用更有效率的方式將結果傳送給顧客。

小莉

小茹

軟體顧問小茹

小莉妳好:

沒問題,我思考過後,有幾個點子可以改善這種情況。

小茹

工作 1:架構

Pet Theory 委託外部公司進行醫療檢測,一旦實驗公司完成醫療檢測,就會將結果回傳給 Pet Theory。

實驗公司透過 HTTP(s) POST 的方式,將醫療實驗結果傳送到 Pet Theory 的網路端點。下方的概略架構圖呈現了一般架構。

Pet Theory 的系統架構圖

看過目前的一般流程後,小茹認為設計後的系統要能讓 Pet Theory 執行以下操作:

  1. 接收 HTTP POST 要求,並確認收到醫療實驗結果。
  2. 用電子郵件將測試結果傳送給顧客。
  3. 將含有測試結果的文字訊息 (簡訊) 和電子郵件傳送給顧客。

小茹的設計與上述活動都不相同,且需要具備以下項目:

  • 一項服務,針對醫療結果執行要求和回應
  • 一項服務,用於透過電子郵件將測試結果傳送給顧客
  • 一項服務,用於將文字訊息 (簡訊) 傳送給顧客
  • 用於服務間通訊的 Pub/Sub
  • 用於應用程式架構的無伺服器基礎架構

小茹使用的是單一用途的函式,想要開發能輕鬆編寫且錯誤較少的程式碼。

小茹

軟體顧問小茹

阿克你好:

小莉想要我建構一個能協助處理病歷的原型。

你可以幫我設定一個名為 new-lab-report 的 Pub/Sub 主題,讓我開始建構原型嗎?

小茹

阿克

IT 管理員阿克

小茹妳好:

這個專案聽起來很不錯。我今天早上可以完成,只要使用 Google Cloud 就能快速設定這些活動。

阿克

建立 Pub/Sub 主題

請幫阿克建立名為 new-lab-report 的 Pub/Sub 主題。

在架構圖中醒目顯示的 Cloud Pub/Sub

當服務發布了 Pub/Sub 訊息,該訊息須由主題加上標記。系統會透過服務使用實驗報告,並針對每份找到的報告發布訊息。

首先,您需要建立可在本工作中使用的主題。

  1. 執行下列指令,建立 Pub/Sub 主題:
gcloud pubsub topics create new-lab-report

任何訂閱「new-lab-report」主題的服務,都能夠使用由實驗報告服務發布的訊息。您可以發現上圖有兩種服務可使用訊息,即電子郵件服務和簡訊服務。

  1. 接著啟用 Cloud Run,用來在雲端中執行程式碼:
gcloud services enable run.googleapis.com

點選「Check my progress」確認目標已達成。

建立 Pub/Sub 主題

別忘了告訴小茹,Pub/Sub 主題已經準備好了!

阿克

IT 管理員阿克

小茹妳好:

主題完成了。

如果妳有時間,我想看看這個原型的架構。我們可以一起工作嗎?

阿克

小茹

軟體顧問小茹

阿克你好:

太好了!感謝你的快速協助。我會安排時間讓我們一起工作。

小茹

工作 2:建構實驗報告服務

幫助小茹設定新的實驗報告服務。

在架構圖中醒目顯示的實驗報告服務

這個服務的目的是設計原型,因此只會進行兩項操作:

  1. 接收含有報告資料的實驗報告 HTTPS POST。
  2. 在 Pub/Sub 上發布訊息。

為實驗報告服務新增程式碼。

  1. 返回 Cloud Shell,複製本實驗室需要的存放區:
git clone https://github.com/rosera/pet-theory.git
  1. 前往 lab-service 目錄:
cd pet-theory/lab05/lab-service
  1. 安裝下列接收 HTTPS 要求和發布訊息至 Pub/Sub 所需的套件:
npm install express npm install body-parser npm install @google-cloud/pubsub

這些指令會更新 package.json 檔案,指出這項服務需要的依附元件。

現在您要編輯 package.json 檔案,讓 Cloud Run 知道如何啟動程式碼。

  1. 開啟 package.json 檔案。

  2. package.json 檔案的「scripts」部分,於第 7 行加入 "start": "node index.js", 程式碼 (如下所示),接著儲存檔案:

"scripts": { "start": "node index.js", "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1" }, 注意:請務必新增所有提供的程式碼,包括複製結尾的逗號:

"start": "node index.js",

否則,進行部署作業時會發生錯誤。
  1. 建立名為 index.js 的新檔案,然後在檔案中加入以下程式碼:
const {PubSub} = require('@google-cloud/pubsub'); const pubsub = new PubSub(); const express = require('express'); const app = express(); const bodyParser = require('body-parser'); app.use(bodyParser.json()); const port = process.env.PORT || 8080; app.listen(port, () => { console.log('Listening on port', port); }); app.post('/', async (req, res) => { try { const labReport = req.body; await publishPubSubMessage(labReport); res.status(204).send(); } catch (ex) { console.log(ex); res.status(500).send(ex); } }) async function publishPubSubMessage(labReport) { const buffer = Buffer.from(JSON.stringify(labReport)); await pubsub.topic('new-lab-report').publish(buffer); } 以下兩行程式碼處理服務的主要作業:

const labReport = req.body;

await publishPubSubMessage(labReport);

具體來說,這些程式碼的用途是:

  • 從 POST 要求擷取實驗報告。
  • 發布含有新建立實驗報告的 PubSub 訊息。
  1. 接著建立 Dockerfile 檔案,並在檔案中加入下列程式碼:
FROM node:18 WORKDIR /usr/src/app COPY package.json package*.json ./ RUN npm install --only=production COPY . . CMD [ "npm", "start" ]

這個檔案定義了要如何將 Cloud Run 服務封裝至容器。

部署 lab-report-service

  1. 建立名為 deploy.sh 的檔案,然後在檔案中貼上下列指令:
gcloud builds submit \ --tag gcr.io/$GOOGLE_CLOUD_PROJECT/lab-report-service gcloud run deploy lab-report-service \ --image gcr.io/$GOOGLE_CLOUD_PROJECT/lab-report-service \ --platform managed \ --region {{{project_0.default_region | "REGION"}}} \ --allow-unauthenticated \ --max-instances=1
  1. 在 Cloud Shell 中執行下列指令,將這個檔案設為可執行:
chmod u+x deploy.sh
  1. 該部署實驗報告服務了!執行部署指令碼:
./deploy.sh

由於時間問題,第一次執行這個指令可能會收到錯誤訊息。如果發生錯誤,系統只會傳回 deploy.sh

部署作業成功完成後,您應該會看到類似以下的訊息:

Service [lab-report-service] revision [lab-report-service-00001] has been deployed and is serving traffic at https://lab-report-service-[hash].a.run.app

太棒了,實驗報告服務已部署完成,並且將透過 HTTP 使用醫療實驗結果。現在您可以測試新服務是否正常運作。

點選「Check my progress」確認目標已達成。

部署實驗報告服務:建構

點選「Check my progress」確認目標已達成。

部署實驗報告服務:建立修訂版本

測試實驗報告服務

為了驗證實驗報告服務,請模擬三個由實驗公司發出的 HTTPS POST,各含有一份實驗報告。基於測試目的,建立的實驗報告中只有一個 ID。

  1. 首先將報告網址放入環境變數,以便輕鬆處理報告。
export LAB_REPORT_SERVICE_URL=$(gcloud run services describe lab-report-service --platform managed --region {{{project_0.default_region | "REGION"}}} --format="value(status.address.url)")
  1. 確認已擷取 LAB_REPORT_SERVICE_URL:
echo $LAB_REPORT_SERVICE_URL
  1. 建立名為 post-reports.sh 的新檔案,然後在檔案中加入下列程式碼:
curl -X POST \ -H "Content-Type: application/json" \ -d "{\"id\": 12}" \ $LAB_REPORT_SERVICE_URL & curl -X POST \ -H "Content-Type: application/json" \ -d "{\"id\": 34}" \ $LAB_REPORT_SERVICE_URL & curl -X POST \ -H "Content-Type: application/json" \ -d "{\"id\": 56}" \ $LAB_REPORT_SERVICE_URL &

以上指令碼會使用 curl 指令,將三個不同 ID 發布到實驗報告服務網址。每個指令都將在背景中獨立執行。

  1. post-reports.sh 指令碼設為可執行:
chmod u+x post-reports.sh
  1. 現在使用上述指令碼,將三個實驗報告 ID 發布到實驗報告服務端點,即可測試服務:
./post-reports.sh

這個指令碼會將三份實驗報告發布至實驗報告服務。請在記錄檔中確認結果!

  1. 在 Cloud 控制台中,依序點選「導覽選單」圖示 「導覽選單」圖示 >「Cloud Run」。

  2. 現在您應該會在「服務」清單中,看到新部署的「lab-report-service」。請點選該服務。

  3. 下一頁會顯示「lab-report-service」的詳細資料。按一下「記錄檔」分頁標籤。

在「記錄檔」頁面中,有您剛才透過指令碼發布的三份測試報告結果。希望傳回的 HTTP 指令碼是 204,表示沒問題 (沒有返回任何內容),如下所示。如果沒看到任何項目,請嘗試使用右側的捲軸上下捲動畫面。這麼做會重新載入記錄檔。

下一個工作是編寫簡訊服務和電子郵件服務。當實驗報告服務在「new-lab-report」主題上發布 Pub/Sub 訊息,系統就會觸發這些服務。

工作 3:電子郵件服務

幫助小茹設定新的電子郵件服務。

在架構圖中醒目顯示的電子郵件服務

為電子郵件服務新增程式碼

  1. 前往電子郵件服務目錄:
cd ~/pet-theory/lab05/email-service
  1. 安裝以下套件,讓程式碼可以處理收到的 HTTPS 要求:
npm install express npm install body-parser

以上指令會更新 package.json 檔案,該檔案是用於說明應用程式和其依附元件。Cloud Run 需要瞭解如何執行程式碼,因此請新增 start 指令,讓 Cloud Run 知道如何操作。

  1. 開啟 package.json 檔案。

  2. 在「scripts」部分加入 "start": "node index.js", 行 (如下所示),然後儲存檔案:

"scripts": { "start": "node index.js", "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1" }, 注意:請務必新增所有提供的程式碼,包括複製結尾的逗號:

"start": "node index.js",

否則,進行部署作業時會發生錯誤。
  1. 建立名為 index.js 的新檔案,並在檔案中加入下列內容:
const express = require('express'); const app = express(); const bodyParser = require('body-parser'); app.use(bodyParser.json()); const port = process.env.PORT || 8080; app.listen(port, () => { console.log('Listening on port', port); }); app.post('/', async (req, res) => { const labReport = decodeBase64Json(req.body.message.data); try { console.log(`Email Service: Report ${labReport.id} trying...`); sendEmail(); console.log(`Email Service: Report ${labReport.id} success :-)`); res.status(204).send(); } catch (ex) { console.log(`Email Service: Report ${labReport.id} failure: ${ex}`); res.status(500).send(); } }) function decodeBase64Json(data) { return JSON.parse(Buffer.from(data, 'base64').toString()); } function sendEmail() { console.log('Sending email'); }

系統會在 Pub/Sub 將訊息發布到服務時執行此程式碼。此程式碼的運作方式如下:

  • 將 Pub/Sub 訊息解碼,接著嘗試呼叫 sendEmail() 函式。
  • 如果呼叫成功且未擲回例外狀況,程式碼會傳回狀態碼 204,讓 Pub/Sub 知道訊息已處理完畢。
  • 如果擲回例外狀況,服務將傳回狀態碼 500,讓 Pub/Sub 知道訊息未處理,應於稍後再重新發布訊息至服務。

如果服務間的通訊正常運作,小茹就會將程式碼新增到 sendEmail() 函式,實際傳送電子郵件。

  1. 接著建立 Dockerfile 檔案,並在檔案中加入下列程式碼:
FROM node:18 WORKDIR /usr/src/app COPY package.json package*.json ./ RUN npm install --only=production COPY . . CMD [ "npm", "start" ]

這個檔案定義了要如何將 Cloud Run 服務封裝至容器。

部署電子郵件服務

  1. 建立名為 deploy.sh 的新檔案,然後在檔案中加入下列內容:
gcloud builds submit \ --tag gcr.io/$GOOGLE_CLOUD_PROJECT/email-service gcloud run deploy email-service \ --image gcr.io/$GOOGLE_CLOUD_PROJECT/email-service \ --platform managed \ --region {{{project_0.default_region | "REGION"}}} \ --no-allow-unauthenticated \ --max-instances=1
  1. deploy.sh 設為可執行:
chmod u+x deploy.sh
  1. 部署電子郵件服務:
./deploy.sh

部署作業完成後,您會看到類似下方的訊息:

Service [email-service] revision [email-service-00001] has been deployed and is serving traffic at https://email-service-[hash].a.run.app

服務已成功部署。現在您需要確保系統會在有 Pub/Sub 訊息時,觸發電子郵件服務。

點選「Check my progress」確認目標已達成。

部署電子郵件服務:版本

點選「Check my progress」確認目標已達成。

部署電子郵件服務:建立修訂版本

設定 Pub/Sub 以觸發電子郵件服務

每當使用「new-lab-report」主題發布新的 Pub/Sub 訊息,就會觸發電子郵件服務。如要完成這項工作,請設定服務帳戶,自動為這項服務處理相關聯的要求。

架構圖,醒目顯示了從 Cloud Pub/Sub 到電子郵件服務的流程

  1. 接著建立新的服務帳戶,用於觸發服務來回應 Pub/Sub 訊息:
gcloud iam service-accounts create pubsub-cloud-run-invoker --display-name "PubSub Cloud Run Invoker"

點選「Check my progress」確認目標已達成。

建立服務帳戶
  1. 為新服務帳戶授予叫用電子郵件服務的權限:
gcloud run services add-iam-policy-binding email-service --member=serviceAccount:pubsub-cloud-run-invoker@$GOOGLE_CLOUD_PROJECT.iam.gserviceaccount.com --role=roles/run.invoker --region {{{project_0.default_region | "REGION"}}} --platform managed

接下來告知 Pub/Sub,當有「new-lab-report」訊息發布時叫用簡訊服務。

  1. 將專案 ID 放入環境變數以便存取:
PROJECT_NUMBER=$(gcloud projects list --filter="qwiklabs-gcp" --format='value(PROJECT_NUMBER)')

接著啟用專案,建立 Pub/Sub 驗證權杖。

  1. 執行下列程式碼:
gcloud projects add-iam-policy-binding $GOOGLE_CLOUD_PROJECT --member=serviceAccount:service-$PROJECT_NUMBER@gcp-sa-pubsub.iam.gserviceaccount.com --role=roles/iam.serviceAccountTokenCreator
  1. 將電子郵件服務的網址放入另一個環境變數中:
EMAIL_SERVICE_URL=$(gcloud run services describe email-service --platform managed --region {{{project_0.default_region | "REGION"}}} --format="value(status.address.url)")
  1. 確認已擷取 EMAIL_SERVICE_URL:
echo $EMAIL_SERVICE_URL
  1. 為電子郵件服務建立 Pub/Sub 訂閱項目。
gcloud pubsub subscriptions create email-service-sub --topic new-lab-report --push-endpoint=$EMAIL_SERVICE_URL --push-auth-service-account=pubsub-cloud-run-invoker@$GOOGLE_CLOUD_PROJECT.iam.gserviceaccount.com

做得好!現在服務已設定完畢,可以回應 Cloud Pub/Sub 訊息了。下一個步驟要驗證程式碼是否符合規定。

點選「Check my progress」確認目標已達成。

建立 Pub/Sub 訂閱項目

一併測試實驗報告服務和電子郵件服務

  1. 使用先前建立的指令碼,再次發布訊息至實驗報告服務:
~/pet-theory/lab05/lab-service/post-reports.sh
  1. 接著開啟記錄檔,方法是依序前往「導覽選單」>「Cloud Run」。您會在帳戶中看到兩個 Cloud Run 服務,即「email-service」和「lab-report-service」

  2. 按一下「email-service」,接著點選「記錄檔」
    您會看到 Pub/Sub 觸發這個服務後的結果。如果沒有看到預期的訊息,您可能需要上下捲動卷軸,藉此重新整理記錄檔。

太好了!現在只要 Cloud Pub/Sub 主題佇列有訊息處理完畢,電子郵件服務就能將資訊寫入記錄檔!最後一個工作是編寫簡訊服務。

工作 4:簡訊服務

請幫小茹設定新的簡訊服務。

在架構圖中醒目顯示的簡訊服務

為簡訊服務新增程式碼

  1. 為簡訊服務建立目錄:
cd ~/pet-theory/lab05/sms-service
  1. 安裝接收 HTTPS 要求所需的套件:
npm install express npm install body-parser
  1. 開啟 package.json 檔案。

  2. 在「scripts」部分加入 "start": "node index.js", 行 (如下所示),然後儲存檔案:

... "scripts": { "start": "node index.js", "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1" }, ... 注意:請務必新增所有提供的程式碼,包括複製結尾的逗號:

"start": "node index.js",

否則,進行部署作業時會發生錯誤。
  1. 建立名為 index.js 的新檔案,並在檔案中加入下列內容:
const express = require('express'); const app = express(); const bodyParser = require('body-parser'); app.use(bodyParser.json()); const port = process.env.PORT || 8080; app.listen(port, () => { console.log('Listening on port', port); }); app.post('/', async (req, res) => { const labReport = decodeBase64Json(req.body.message.data); try { console.log(`SMS Service: Report ${labReport.id} trying...`); sendSms(); console.log(`SMS Service: Report ${labReport.id} success :-)`); res.status(204).send(); } catch (ex) { console.log(`SMS Service: Report ${labReport.id} failure: ${ex}`); res.status(500).send(); } }) function decodeBase64Json(data) { return JSON.parse(Buffer.from(data, 'base64').toString()); } function sendSms() { console.log('Sending SMS'); }
  1. 接著建立 Dockerfile 檔案,並在檔案中加入下列程式碼:
FROM node:18 WORKDIR /usr/src/app COPY package.json package*.json ./ RUN npm install --only=production COPY . . CMD [ "npm", "start" ]

這個檔案定義了要如何將 Cloud Run 服務封裝至容器。現在程式碼已建立完成,下一個步驟為部署服務。

部署簡訊服務

  1. 建立名為 deploy.sh 的檔案,然後在檔案中加入下列程式碼:
gcloud builds submit \ --tag gcr.io/$GOOGLE_CLOUD_PROJECT/sms-service gcloud run deploy sms-service \ --image gcr.io/$GOOGLE_CLOUD_PROJECT/sms-service \ --platform managed \ --region {{{project_0.default_region | "REGION"}}} \ --no-allow-unauthenticated \ --max-instances=1
  1. deploy.sh 設為可執行:
chmod u+x deploy.sh
  1. 部署簡訊服務:
./deploy.sh

部署作業完成後,您會看到類似下方的訊息:

Service [sms-service] revision [sms-service-00001] has been deployed and is serving traffic at https://sms-service-[hash].a.run.app

簡訊服務已成功部署,但並未連結至 Cloud Pub/Sub 服務。您將在下一節修正這一點。

點選「Check my progress」確認目標已達成。

部署簡訊服務

設定 Cloud Pub/Sub 來觸發簡訊服務

與電子郵件服務相同,Cloud Pub/Sub 與簡訊服務之間也需要設定連結,才能使用訊息。

架構圖,醒目顯示了從 Cloud Pub/Sub 到簡訊服務的流程

  1. 設定權限,允許 Pub/Sub 觸發 SMS 服務:
gcloud run services add-iam-policy-binding sms-service --member=serviceAccount:pubsub-cloud-run-invoker@$GOOGLE_CLOUD_PROJECT.iam.gserviceaccount.com --role=roles/run.invoker --region {{{project_0.default_region | "REGION"}}} --platform managed

接下來告知 Pub/Sub,當有「new-lab-report」訊息發布時叫用簡訊服務。

  1. 第一個步驟是將簡訊服務的網址放入環境變數:
SMS_SERVICE_URL=$(gcloud run services describe sms-service --platform managed --region {{{project_0.default_region | "REGION"}}} --format="value(status.address.url)")
  1. 確認已擷取 SMS_SERVICE_URL:

    echo $SMS_SERVICE_URL
  2. 接著建立 Pub/Sub 訂閱項目:

gcloud pubsub subscriptions create sms-service-sub --topic new-lab-report --push-endpoint=$SMS_SERVICE_URL --push-auth-service-account=pubsub-cloud-run-invoker@$GOOGLE_CLOUD_PROJECT.iam.gserviceaccount.com
  1. 再次執行測試指令碼,將三份實驗報告發布至實驗報告服務:
~/pet-theory/lab05/lab-service/post-reports.sh
  1. 接著開啟記錄檔,方法是依序前往「導覽選單」>「Cloud Run」。您會在帳戶中看到三個 Cloud Run 服務:「email-service」、「lab-report-service」和「sms-service」。

  2. 按一下「sms-service」,接著點選「記錄檔」。您會看到 Pub/Sub 觸發這個服務後的結果。

原型系統已建立並測試成功。不過,阿克很關心系統的復原力,而相關的初始驗證程序還沒經過測試。

工作 5:測試系統的復原力

如果其中一個服務中斷,會有什麼影響?阿克之前遇過這種情況,這是常發生的問題。

請幫助小茹瞭解如何確保系統可以處理這項狀況。她想要部署電子郵件服務的不良版本,用於測試當服務失敗時,會發生什麼結果。

  1. 返回 email-service 目錄:
cd ~/pet-theory/lab05/email-service

在電子郵件服務應用程式中加入一些無效文字,讓其發生錯誤。

  1. 編輯 index.js,並在 sendEmail() 函式中加入 throw 行,如下所示。如果電子郵件伺服器故障,系統會擲回例外狀況。
... function sendEmail() { throw 'Email server is down'; console.log('Sending email'); } ...

當系統叫用這段加入的程式碼,會導致服務停止運作。

  1. 部署以下這個電子郵件服務的不良版本:
./deploy.sh
  1. 如果電子郵件服務部署作業成功完成,請再次將資料發布至實驗報告服務,接著前往查看「email-service」記錄檔,仔細確認記錄檔狀態:
~/pet-theory/lab05/lab-service/post-reports.sh
  1. 開啟電子郵件服務記錄檔,查看不良電子郵件服務的記錄:依序前往「導覽選單」>「Cloud Run」

  2. 如果您在帳戶中看到三個 Cloud Run 服務,請按一下「email-service」

系統已叫用電子郵件服務,但該服務依然無法正常運作。如果您稍微捲動記錄檔,會發現根本原因是「電子郵件伺服器未正常運作」。您也可以看到服務傳回了 500 狀態碼,Pub/Sub 會繼續重新呼叫服務。

如果您查看簡訊服務的記錄檔,會看到該服務成功正常運作。

現在修正電子郵件服務中的錯誤,還原應用程式!

  1. 開啟 index.js 檔案並移除您先前輸入的擲回行,然後儲存檔案。

現在 index.js sendEmail 函式應大致如下所示:

function sendEmail() { console.log('Sending email'); }
  1. 部署電子郵件服務的固定版本:
./deploy.sh
  1. 部署作業完成後,按一下右上角的「重新整理」圖示。

您會發現報告 12、34 和 56 的電子郵件終於成功傳送了,電子郵件服務傳回狀態碼 204,而 Pub/Sub 停止叫用服務。沒有資料遺失,Pub/Sub 會持續重試,直到作業成功。這就是穩健系統的基礎!

重點摘要

  1. 處理服務間的通訊時,Pub/Sub 是以非同步方式而非直接通訊,因此系統的復原力更強。
  2. 由於使用 Pub/Sub,實驗報告服務的觸發條件不受其他服務影響。舉例來說,如果顧客也想透過其他訊息服務接收實驗結果,可以直接新增服務,不必更新實驗報告服務。
  3. Cloud Pub/Sub 會處理重試機制,不必由服務來處理。服務只需要傳回狀態碼:成功或失敗。
  4. 有了 Pub/Sub 的重試機制,如果某項服務停止運作,系統能在恢復連線時自動自行「治療」。

恭喜!

多虧您的協助,小茹成功建構了可復原的原型系統。服務可以自動將電子郵件和簡訊傳送給所有顧客。如果有個別服務暫時無法運作,系統會執行重複機制,因此不會有資料遺失。小茹收到了許多應得的讚許...

小莉

小莉 (Pet Theory 創辦人)

小茹妳好:

非常感謝妳對專案的努力和領導。

再過不久我們的重要系統就要全面翻新完成了。

我們想在星期五小小慶祝一下,誠摯邀請妳一同參加!

小莉

小美總經理小美

小茹妳好:

Pet Theory 對我極力稱讚妳的表現。多虧妳,我們團隊的評價大幅提升了。

既然妳已經完成這項工作,我想跟妳聊聊,讓妳在新專案扮演更高階的角色。

小美

總經理

Computer Consulting Inc.

後續步驟/瞭解詳情

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使用手冊上次更新日期:2024 年 2 月 1 日

實驗室上次測試日期:2023 年 9 月 20 日

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