第 7 章：应用程序生命周期：考虑不断变化
本文深入探讨云原生应用程序的生命周期管理，涵盖零停机升级、蓝/绿部署、滚动升级、密码轮换等关键模式，并结合实际案例说明如何在动态环境中保持系统稳定性和高可用性。
本章要点
- 零停机升级：蓝/绿升级和滚动升级
- 金丝雀升级
- 密码轮换模式
- 应用程序生命周期和故障排除
- 应用程序健康检查
应用程序生命周期概述
应用程序的生命周期包括部署、启动、运行和关闭等阶段。与传统软件开发生命周期（SDLC）不同，云原生应用关注的是生产环境中应用的运行状态和管理方式。
在云原生环境中，应用程序的生命周期管理尤为重要。下图展示了应用程序在生命周期中经历的基本阶段。
云原生环境下的变化与挑战
云原生应用的两个核心特征——高度分布式和持续变化——使得生命周期管理变得复杂。应用实例需要作为一个整体工作，配置和升级需保证一致性。同时，应用实例会因故障或运维事件频繁重启或迁移，带来级联影响。
运维同理心
作为开发者，理解运维需求至关重要。云原生应用的运维关注点包括：
- 可管理性：自动化管理功能，配置变更需高效可靠。
- 弹性：平台需能安全检测应用故障并自动恢复。
- 响应性：用户体验受应用启动和运行状态影响。
- 成本管理：按需伸缩，优化资源利用。
单实例与多实例应用生命周期
以帖子服务为例，多个实例需保持配置一致。配置变更（如密码泄露后更换）需通过滚动升级或蓝/绿部署实现。
注意：配置变更通常需要重启应用实例，确保所有实例一致性。
配置更新的挑战
直接刷新单个实例配置（如 Spring 的 /refresh 端点）无法保证所有实例同步更新，需通过统一管理工具在负载均衡器后进行控制。
云原生升级模式
蓝/绿升级
蓝/绿部署通过新旧版本实例并行运行，验证新版本后切换流量，保证零停机。资源需求较高，但实现简单。
滚动升级
滚动升级允许新旧版本实例同时运行，逐步替换，资源消耗更低，支持更高的敏捷性和并行部署。
并行部署与敏捷性
并行部署支持灰度发布和多版本共存，提升系统灵活性。版本管理需同时关注可部署构件和配置版本。
协调多个应用程序生命周期
应用程序生命周期事件会影响依赖服务。例如，密码变更需协调客户端和服务端的升级。常用模式是分阶段密码轮换，服务端支持多个密码，客户端逐步切换。
实际案例：密码轮换与生命周期管理
本节以实际操作说明密码轮换流程，涉及配置文件修改、滚动升级、Kubernetes 部署等步骤。具体代码实现可参考如下思路：
- 服务端通过配置文件维护密码列表，启动时加载所有有效密码。
- 客户端仅使用最新密码，升级过程中逐步切换。
- 通过 Kubernetes 滚动升级实现配置同步。
示例代码可参考 Spring Boot 应用中通过监听 ApplicationPreparedEvent 加载配置，并在控制器中校验密码有效性。
处理临时运行时环境
云原生应用频繁销毁和重建实例，要求部署可重现性和故障排查能力。日志应输出到 stdout/stderr，便于平台统一收集。故障排查依赖日志和指标，避免碎片化操作。
应用程序生命周期状态的可见性
应用程序需主动广播生命周期事件，便于依赖服务自动适应变化。健康检查端点和控制循环机制（如 Kubernetes 的 livenessProbe）可持续监控应用状态，实现自动恢复。
无服务器架构（Serverless）简述
无服务器平台按需分配运行环境，极大提升开发和运维效率。每次函数调用都经历完整生命周期，开发者需关注启动成本和执行效率。
总结
- 云原生应用需关注应用程序生命周期管理，确保高可用和零停机升级。
- 升级模式包括蓝/绿部署和滚动升级，后者更具敏捷性和资源效率。
- 密码轮换等配置变更需分阶段协调，保证服务连续性。
- 日志和健康检查端点是故障排查和自动恢复的基础。
- 无服务器架构进一步强化了生命周期管理和资源优化。