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科南软件创始人兼CEO、教授
今天会议的主题是原生云应用，安排这个主题很好，我认为云计算产业发展到今天，从应用层面真正发挥云计算的价值，还需要按照互联网和云计算的特性，实现应用层面的创新，这就需要原生云应用。
我今天的分享内容，主要是就开发一个原生的云应用需要考虑哪些因素，从新型的软件研发模式、支撑云架构的平台和架构、工程管理等三个方面来阐述。
一、原生云应用是信息化创新的必然需求
云计算炙手可热，各地大力建设各种云计算中心、大数据中心等，资本市场对云产业的投资热情不减。但真正的云应用能够发挥其价值，目前还是在IaaS层面，即基础设施的服务，包括服务器、存储等。平台和应用层面，目前还面临比较大的挑战，主要因为目前主流的架构平台、开发工具、应用软件都是在云计算技术出现之前的，单体架构和单实例的运行模式，很难将云计算的资源弹性分配、大规模分布式负载均衡、微服务架构等方面的优势发挥出来。
我认为原生云应用的盛行，首先表现为信息化模式变革引出的新需求。传统信息化的特点是缺乏整体架构和平台的应用组合，各个应用都有独立的后台架构、独立的数据库、独立的应用服务器和独立的客户端程序，从而形式烟囱式的信息孤岛，需要复杂的SOA集成平台实现系统间的互联互通。信息化建设采用这些大而全的系统、复杂的套装软件，产品标准化，通过所谓的“最佳实践”而进行的流程重组，实施周期长，成本高，适应变化能力差。这种信息化建设模式是适应经济活动比较成熟、市场相对稳定环境下的产物。
而互联网时代，新型商业模式不断出现，竞争趋于激烈，市场快速变化，企业需要更加灵活的组织和流程，因此未来的信息化将逐渐向平台化、微服务化、个性化方向发展。而企业信息化的平台化，核心平台就是云计算平台，包括基础设施的统一平台、系统软件及应用开发平台，特别是统一的数据架构与平台，在此基础上通过应用的微服务化，实现业务的解耦，通俗的说法，就是碎片化。
因此，这就需要大量设备、海量日志、更多碎片化应用以及无处不在的数据采集。新一代的平台架构面临新的需求，以满足新的用户体验、新的业务模式、云中心的大规模负载，新的需求包括1）与传统应用和基础架构有机集成；2）大数据量的实时交易处理；3）大并发用户的实时处理；4）快速应用开发；5）原生云中心架构支持。
我认为阻碍云应用的最大因素是传统应用不适应云架构。传统应用架构的特点是：PC终端；紧耦合的应用服务；单实例数据库；单一SQL技术；共享磁盘阵列；SOA进行孤岛整合；软件开发周期长。应对大并发和大数据量的处理，传统的垂直扩展方式无法满足，通过水平扩展的方式进行负载均衡是云时代的理想方案（基于X86的IaaS基础设施）。
而原生云应用是指能够直接发挥云平台特性的应用，包括分布式、微服务、容器而快速部署，弹性计算等。
二、基于云的软件平台与架构
支撑原生应用开发的PaaS平台，不仅仅是提供数据库管理系统、应用服务器和其他系统软件的运行支撑环境，更重要的是支持微服务架构的开发、运行和运维管理的一个应用的支撑平台。
微服务架构在某种程度上是把SOA架构进一步去从业务和技术层面的解耦，而解耦后的架构，将从应用层面、容器层面、连接层面、数据库存储层面通过多实例部署，包括应用实例、也包括数据管理实例。每个实例运行在一个虚拟机或者一个容器里，才能真正发挥云的架构的弹性计算、资源池动态分配，大规模分部署负载均衡。
因此，这样一个架构，其前端一定是针对不同的终端，包括移动终端、平板、智能终端等。通过BFF服务框架（Back end For Frontend Service）实现一套代码、一个运行引擎实现各种终端操作系统环境与终端屏幕尺寸、布局风格，实现全终端的自适应。
原生云应用支撑平台的后台是一个分布式应用的架构。
实现分布式负载均衡、多实例部署的架构主要有三个维度的解决方案，也是传统应用的解耦的三个维度。一是一个功能分解，也就是一个封闭的复杂应用，可以分解为更小颗粒度的微服务，每个微服务可以独立开发、独立部署、独立运行。二是复制和负载均衡，一个任务可以在自动判断，运行在两个或多个实例中，多容器、微服务的部署架构。三是数据的解耦，在微服务架构中，每个虚拟机、每个容器处理性能都不足以支撑一个庞大的数据库时，在应用中就要采用分库分表，来处理大规模的数据管理问题，这个规模可能是连接用户数的规模，也可能是数据量的规模。分库、分表之后，还需要解决数据的一致性问题，事务的完整性，这就成为PaaS平台的难点。
如果没有在数据处理层面解决这个问题的，就很难说是一个真正的分布式系统。传统PaaS平台，仅通过虚拟机、容器技术只能解决数量庞大、互不关联的小负载应用，而不能解决应用数量少，每个应用的用户数和大数据量的高负载应用。这就需要从SaaS到PaaS、IaaS三各技术层面协同解决这个问题。
应用解耦和微服务化之后，要实现应用的端到端的业务流程，实现事务的完整性，就需要在统一数据架构上来实现。即可以通过多个微服务，共享同一个数据资源池。更好的解决方法，可以是通过异步消息实现微服务之间的解耦，保持微服务之间基本自治。
三、基于云的软件研发模式
要实现这个体系架构，若按传统软件开发模式，很难满足原生云应用的开发。传统软件开发面临的问题包括：1）需求阶段的原型与开发阶段的代码不能共享，造成周期长、需求理解的偏差大，开发工作量大；2）开发无法前后端分离，造成人员技能无法专业化，耦合度高，平台灵活性差；3）多终端适应性问题，造成平台依赖度高，开发维护复杂性增大，增加开发成本，用户体验不一致；4）非原生云应用，造成数据库受制于单实例，性能提升很困难，IaaS平台优势难发挥；5）代码开发工具与工程管理分离，造成项目工程管理复杂，效率低。
支撑原生云应用开发的PaaS平台将从三个维度解决这个问题。一个维度是新型开发模式，具体包括五个方面：前后端分离；需求即开发；基于业务开发；云端开发；开发运营一体化（DevOps）。第二个维度是云架构的支撑平台，包括HTML5+响应式布局实现；全终端自适应；微服务架构；大规模分布式（去IOE）等。第三个维度是研发管理创新，包括一体化的平台管理；基于价值的绩效管理；以架构师为核心的团队管理；工程项目管理（需求，项目组协作）；新的能力配置等。
新的研发管理不仅为开发运维一体化。DevOps是从开发到运维，未来从需求开始，从业务设计开始到需求、设计、开发、测试、运营应该是一体化的平台。因此，新一代软件开发模式将从传统的CMMI模型，转化为更加敏捷的简化开发过程，因为只有简化过程后才能提高效率，简化过程一定需要将迭代周期压缩，从而形成全新的开发模式。
第一是基于云端的开发。基于云端的开发，包括开发环境在云端、代码在云端、协作在云端、测试发布在云端、部署在云端。未来开发人员可能在客户现场开发、在家开发、异地开发等。
第二是前后端分离的开发。前后端分离包括三个方面的含义。1）软件代码分离。前端代码和后端代码是可以分离。这个很重要，因为现在终端数量很多、终端平台很多，如不能很好解决前后端分离，对软件开发者造成很大的困难。前后端代码分离，可以使得前端代码面向用户体验，后端代码面向业务逻辑。但传统软件的开发模式和框架，从早期的C/S架构，到B/S/S架构，到MVC，都没有很好解决这个问题。
2）开发人员分离，即开发前端开发业务的设计和后端的代码开发人员要分离。因为前端更多的是用户体验，交互设计和UI的风格，而后端更多的是核心数据管理技术，JAVA业务对象和服务组件的开发。前后端开发人员的技术和能力要求也不同。
3）进度分离。通过前后端分离的架构技术与开发模式。前端开发可以在需求阶段，通过设计工具和建模工具完成最终用户看到的交互式开发，可以在需求现场进行快速的数据、界面、流程、报表等应用进行现场开发，而后台开发可以在前端交互沟通确定之后，再逐步补充完善。因此便衍生出基于业务的开发。
第三是基于业务的软件开发。我理解的微服务架构与SOA架构最大的区别，在于业务的解耦颗粒度不同。
在微服务架构中解耦的可以从两个维度进行。一是业务功能的维度，包括业务对象、交付前端界面、后台的业务逻辑、业务流程和业务报表，这是最终用户看到的体验。二是不同的角色维度，不同角色提供个性化服务；应用场景维度，应用的工作场景，使用方式；组织层次，从组织架构维度分析业务应用。
第四是需求即开发。通过上面的多维度分解、解耦或碎片化应用，配合模型驱动架构（MDA）的建模工具和开发工具，可以实现需求即开发。传统软件开发国产，需求阶段的成果是文档，而写一个再好的word文档不如画一个界面图。因此，现有的大量界面设计原型工具，但原型工具的界面设计，在开发阶段需要前端开发人员再通过HTML5以及JS语言全部重新设计。原型界面设计，与基于模型的交互设计工具是不同的，未来的开发环境一定会将原型设计工具，发展成为可以最终交付代码的模型开发工具发展。
后台开发业务逻辑、关键算法变得简单，开发工作量大大减少，在进度、时间上都可以分头进行。
四、基于云的研发工具与管理
在新的开发模式和新的架构下一定要有新的开发工具、新的开发管理体系，因此尝试探索在这种理念下做一个微服务架构的PaaS平台，即科南CoAPP原型云应用开发平台。
CoApp开发平台由三部分组成：面向业务开发的设计工具、平台组件与基础服务、工程管理工具等。
CoApp设计工具提供各种设计工具简化应用的开发和部署，UI设计器简化UI效果的制作，模型设计器用于设计满足系统模型的业务组件，流程设计器用于整合业务流程流转、开发工具则帮助业务逻辑的实现和应用调试。
CoApp平台组件与基础服务提供安全和存储、核心组件和引擎，各种技术组件简化应用的构建，同时提供统一的核心模型、应用交互层和业务共享层，能加快企业业务的迭代和发展，为企业的创新发展赢得先机。
CoApp工程管理工具还包括流程管理机制，从应用的自动构建、自动测试、自动打包、到持续部署等自动化的软件工程工具，在技术上引入PaaS的运维思路，使得平台本身保持迭代、持续保存技术先进性。
从以上分析可以看出，要解决原生云应用的开发问题，必须从开发模式与架构、开发工具与平台、团队与工程管理技术等三个维度系统性解决。
基于微服务架构的原生云应用开发的过程是基于一个统一的平台，而这个平台中就真正的从架构层面、开发模式、工具层面、工程管理等层面进行综合考虑，实现原生云应用的开发。
这是我的一些思考和探索，希望对大家有所启发。
