十二因素应用程序(12-Factor App)- 构建现代云原生应用程序的最佳实践方法论
十二因素应用程序(12-Factor App) 是一种用于构建现代云原生应用程序的最佳实践方法论,旨在帮助开发者创建可移植、可扩展和易于维护的应用程序。这种方法最初由Heroku团队提出,适用于软件作为服务(SaaS)应用程序,特别是在云环境中运行的应用程序。
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背景
十二因素应用程序(12-Factor App) 是一种用于构建现代云原生应用程序的最佳实践方法论,旨在帮助开发者创建可移植、可扩展和易于维护的应用程序。这种方法最初由Heroku团队提出,适用于软件作为服务(SaaS)应用程序,特别是在云环境中运行的应用程序。

简介
如今,软件通常会作为一种服务来交付,它们被称为网络应用程序,或软件即服务(SaaS)。12-Factor 为构建如下的 SaaS 应用提供了方法论:
- 使用标准化流程自动配置,从而使新的开发者花费最少的学习成本加入这个项目。
- 和操作系统之间尽可能的划清界限,在各个系统中提供最大的可移植性。
- 适合部署在现代的云计算平台,从而在服务器和系统管理方面节省资源。
- 将开发环境和生产环境的差异降至最低,并使用持续交付实施敏捷开发。
- 可以在工具、架构和开发流程不发生明显变化的前提下实现扩展。
这套理论适用于任意语言和后端服务(数据库、消息队列、缓存等)开发的应用程序。

读者应该是哪些人?
任何 SaaS 应用的开发人员。部署和管理此类应用的运维工程师。
The 12-Factors

十二因素的核心原则包括:
1. 代码基(Codebase)
- 应用程序的代码应存储在版本控制系统中,通常是一个代码库。一个代码库对应一个应用程序,并且可以通过分支和标签进行版本管理。
2. 依赖(Dependencies)
- 应用程序应明确声明其依赖项,并且在构建时自动安装这些依赖。使用工具(如
requirements.txt、package.json等)来管理依赖,确保不同环境下的一致性。
3. 配置(Config)
- 应用程序的配置应与代码分离,使用环境变量来管理配置。这包括数据库连接字符串、API密钥等敏感信息,确保在不同环境(开发、测试、生产)中可以灵活配置。
4. 后台服务(Backing Services)
- 将所有后端服务(如数据库、缓存、消息队列)视为可替换的资源。应用程序应能在任何支持的服务上运行,而不依赖于特定的服务实现。
5. 构建、发布、运行(Build, Release, Run)
- 应用程序的构建、发布和运行过程应清晰分离。构建过程生成可执行的代码包,发布过程将代码包部署到生产环境,而运行过程则是执行这些代码包。
6. 进程(Processes)
- 应用程序应以无状态的进程运行,所有状态信息应存储在外部服务中。这样可以更容易地进行水平扩展和故障恢复。
7. 端口绑定(Port Binding)
- 应用程序应自我包含,并通过端口绑定提供服务。应用程序应能够在任何环境中运行,而不依赖于外部的Web服务器。
8. 并发(Concurrency)
- 应用程序应支持并发处理,通过进程模型来处理多个请求。可以根据负载动态调整进程数量,以提高性能。
9. 易于可移植性(Disposability)
- 应用程序的进程应快速启动和停止,支持快速部署和弹性扩展。进程应能够在短时间内启动,并能优雅地关闭。
10. 开发与生产一致性(Dev/Prod Parity)
- 开发、测试和生产环境应尽量一致,以减少环境差异带来的问题。使用相同的依赖、配置和代码库,确保在开发和生产中表现一致。
11. 日志(Logs)
- 应用程序应将日志视为事件流,输出到标准输出(stdout)。日志应由外部系统处理和存储,以便进行监控和分析。
12. 管理任务(Admin Processes)
- 应用程序的管理任务(如数据库迁移、数据导入等)应作为一次性进程运行,而不是嵌入到应用程序中。这些任务应能够在生产环境中以相同的方式运行。
总结
遵循十二因素原则可以帮助开发团队构建更具弹性、可扩展性和可维护性的应用程序,特别是在云环境中。这种方法论强调代码的可移植性和环境的一致性,适应现代开发和运维的需求,促进了持续集成和持续交付(CI/CD)的实践。
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