1.4　计数器应用

到目前为止，我们已经介绍了Knative的不少优点：更轻松的部署、更轻松的事件机制、渐进式开发、火星独角兽（每个人都向开发人员承诺的常见特性）等，但没有提供任何具体的细节。为了证明上述特性，下面我们从一个简单的例子（计数器应用）开始，介绍Knative如何使工作变得更快、更智能、更轻松。计数器[3]如图1.4所示。

第一次看到计数器变化的时候，笔者就觉得它很神奇，其实也不神奇，它只是一个CGI程序（Web应用），可能是使用Perl语言编写的[4]。CGI程序是Knative的主要应用场景之一。下面是为博客首页[5]添加点击率计数器的代码。

清单1.1　博客首页HTML文件

首先介绍请求和响应的基本流程，如图1.5所示。主页的访问者从Web服务器获取HTML文档。该文档包含一些网页样式，最重要的是，包含计数器。

图1.5中展示的具体流程如下：

①浏览器向主页服务器发出GET请求。

②主页服务器返回主页的HTML文件。

③浏览器找到hits.png图片标签，然后通过GET请求获取hits.png。

④文件存储返回hits.png。

早期的程序中，Web服务端的所有流程都是串行的，即当访问者发送请求时，CGI服务端的/CGI-BIN/hitctr.pl进程会渲染图像，然后返回，这可能会花费1～2s的时间。如果网络差，那么花费的时间可能会更长。

不过现在来说，花费这么长的时间对访问者来说是不可接受的：没有人愿意等待几秒等图片渲染完。于是有了异步请求，即接受请求后，Web服务器立刻返回HTML响应，计数器图片则由其他服务响应。

Web服务器如何实现这种功能呢？实际上，Web服务器并不会实现这种功能，它只表示发生了点击动作。记住，Web服务器只是响应Web界面，而不是渲染图片。Web服务器通过CloudEvent格式发送异步消息（new_hit）。

那么消息发送到哪里了呢？消息会被发送到事件代理（Broker）。事件代理是Knative事件模块的消息汇聚点，它仅用于过滤和转发事件，具体是什么事件它不会关注。触发器（Trigger）来定义谁会接收什么事件这些具体细节。每个触发器都定义了对哪些事件感兴趣，以及事件的接收方是谁。当事件到达事件代理时，它会使用触发器的过滤器（Filter）。如果匹配完成，则将事件发送到订阅者（Subscriber），如图1.6所示。

触发器使得处理多个事件流成为可能。Web服务器不知道也不关注new_hit事件会被谁消费。有了new_hit事件，就可以用来计数了。不同于之前的同步阻塞调用，现在可以用Perl脚本异步处理计数功能了。

既然已经使用了事件功能，不妨用得更彻底一些。毕竟渲染图片并不是计数应用的关键能力（比如执行SQL语句UPDATE时，并不能取回图片）。这里我们通过统计服务来消费new_hit事件，然后发出一个新的统计事件，这个事件会被其他订阅者来消费，消息流转过程如图1.7所示。

①主页服务发送new_hit事件。

②触发器匹配到new_hit事件，事件代理会将事件转发到计数器应用。

③计数器应用更新内部计数器，然后发送hits事件（包含总的点击数）。

④另一个触发器匹配到hits事件，事件代理会将该事件转发到图片渲染器服务。

⑤图片渲染器渲染出一个新的图片，然后更新文件服务器中的hits.png。

现在，如果访问者重新加载其浏览器，就会看到命中计数器已经更新了。

困难点

把所有的流程都汇总在一起，如图1.8所示。

注意，图1.8中用了两组标号。一组用于Web请求响应（图的左侧），另一组用于事件流（图的右侧）。这是很重要的一点：Web服务是同步的，事件流是异步的，这个区别很重要，如图1.9所示。

由于事件流是异步的，因此无法保证hits.png在下一位访问者请求之前更新。比如，访问者可能会看到0001336，重新加载后看到的还是0001336[6]。除此之外，一个访问者可能看不到任何变化，另一位访问者可能注意到计数器跳跃增长，因为后面提交的图片会覆盖前面提交的图片。不仅如此，访客还可能看到计数减少，因为0001338的渲染可能在0001337的渲染之前就已经完成了，或者是事件未按顺序到达，或者是某些事件甚至从未收到。

还记得前面说过计数器应用（Hit Counter）会记录点击总数吗？如果计数器应用在内存中保存点击总数，则是有问题的。比如当没有请求时，Knative的自动缩放器会把计数器应用的实例缩容到零，内存中保存的点击总数自然就消失了。计数器应用冷启动之后点击总数为零。但是另一方面，如果有多个计数器应用实例，则这些实例都是单独计数的。准确的图片点击数取决于流量路由到哪个计数器应用实例，并不是我们期望的总数。

我们正在讨论的是无状态系统，解决上述问题的思路就是把数据保存在共享位置，而不是代码逻辑中。比如每个计数器应用都使用Redis递增一个公共值。否则逻辑可能会变得比较复杂：每个实例都监听事件[7]，只有当收到的数据大于自己内存中的数据时，才将数据更新为输入的计数，同时要保证系统中没有循环事件。