云中的資源相互都有關(guān)系。操作一個資源通常會引發(fā)連鎖反應(yīng)；例如，當(dāng)刪除一個集群的時候，是非常合理地去刪除屬于該集群的所有主機(jī)并停止所有在這些主機(jī)上運(yùn)行的虛擬機(jī)。傳統(tǒng)的IaaS軟件要么硬編碼連鎖反應(yīng)，要么簡單地禁止這些操作，例如，禁止用戶刪除有虛擬機(jī)運(yùn)行的集群。ZStack提供一個級聯(lián)框架，用以散布本來只對一個資源的操作到所有相關(guān)的資源。資源可以通過實現(xiàn)一個簡單的擴(kuò)展點以加入級聯(lián)框架，使得資源的業(yè)務(wù)邏輯與框架解耦。

動機(jī)

云中的資源多多少少都彼此依賴；例如，一個主機(jī)是一個集群的子資源，一個主存儲是一個集群的兄弟資源，L3網(wǎng)絡(luò)是一個區(qū)域的后裔資源。資源之間的關(guān)系可以被描述為一個有向圖：

上圖，我們展示了ZStack的主要資源；不同的IaaS軟件可能使用不同的術(shù)語，上圖主要是想讓你有一個粗略的概念。由上圖所暗示的，當(dāng)對資源進(jìn)行操作時，不僅僅是目標(biāo)資源，相關(guān)資源也將受到影響；例如，當(dāng)刪除一個區(qū)域時，比較理想的是屬于區(qū)域的集群、主機(jī)、主存儲、L2網(wǎng)絡(luò)等資源也同時被刪除。為了處理這個問題，IaaS軟件必須滿足級聯(lián)（cascading）操作的需求。

問題

大多數(shù)IaaS軟件很少考慮級聯(lián)操作。它們要么硬編碼業(yè)務(wù)邏輯，例如，你需要顯式刪除一個將要被刪除帳戶的所有資源；要么直接不允許這種操作，例如，當(dāng)你試圖刪除一個IP地址范圍時，拋出一個錯誤信息“仍有VM使用在這個IP范圍中的IP”。這兩種方法都會帶來很多麻煩。對硬編碼而言，它使軟件不能靈活的添加新的資源，因為你必須修改現(xiàn)有的代碼來添加級聯(lián)操作，例如，修改刪除帳戶的代碼使得賬戶刪除時，新資源也被刪除。對于完全沒有責(zé)任感的錯誤信息，用戶要么去做無聊的工作，例如，在刪除一個IP范圍之前，手動刪除100個虛擬機(jī)；要么摧毀現(xiàn)有的一切，然后從零開始，例如，重新部署整個云。

避免誤操作不是借口： 有些人可能會聲稱不允許級聯(lián)刪除是慎重考慮的結(jié)果，因為用戶可能會誤操作，誤操作可能帶來災(zāi)難性的后果；例如，錯誤地刪除區(qū)域會導(dǎo)致?lián)p失掉所有虛擬機(jī)。然而，這種說法只是一個錯誤的借口，并且是一種為用戶做決定的自作聰明。你能想象嗎，當(dāng)你為了刪除一個區(qū)域必須手動刪除10,000個虛擬機(jī)，因為軟件認(rèn)為你可能會做錯事，所以迫使你枯燥的重復(fù)10,000次任務(wù)確認(rèn)？一個好的軟件應(yīng)該為用戶提供選擇，并讓他們做出決定。在我們的例子中，IaaS軟件應(yīng)該在進(jìn)行到最后刪除之前警告用戶，還有10,000臺虛擬機(jī)在運(yùn)行；但一旦用戶承認(rèn)他們需要這么做，軟件就應(yīng)該這么做。

級聯(lián)框架

ZStack通過一個級聯(lián)框架解決這一問題；顧名思義，級聯(lián)框架允許一個操作能從一個資源級聯(lián)到其他資源。為了解耦整個架構(gòu)，這個級聯(lián)框架被作為一個單獨(dú)的組件創(chuàng)造出來，資源可以按意愿加入框架。要加入框架，資源所需要做的全部事情就是實現(xiàn)一個擴(kuò)展點CascadeExtensionPoint（在我們的例子中AbstractAsyncCascadeExtension是一個實現(xiàn)CascadeExtensionPoint的類）：

class VmCascadeExtension extends AbstractAsyncCascadeExtension {
    @Override
    public void asyncCascade(CascadeAction action, Completion completion) {
        if (/* this is from deleting Primary Storage*/) {
            /* delete VMs that have root volumes on the primary storage*/
        } else if (/*this is from deleting L3 Network*/) {
            /* stop VMs that have nics on the L3 network, and remove those nics */
        } else if (/* this is from deleting IP range*/) {
            /* stop VMs that have nics whose IP is in the IP range */
        } else if (/* this is from deleting host*/) {
            /* stop VMs that run on the host */
        }

        completion.success();
    }

    @Override
    public List<String> getEdgeNames() {
        return Arrays.asList(
                PrimaryStorageVO.class.getSimpleName(),
                L3NetworkVO.class.getSimpleName(),
                IpRangeVO.class.getSimpleName(),
                HostVO.class.getSimpleName()
        );
    }

    @Override
    public String getCascadeResourceName() {
        return VmInstanceVO.class.getSimpleName();
    }

    @Override
    public CascadeAction createActionForChildResource(CascadeAction action) {
        return convertContextToVmRelatedContext(action);
    }
}

getCascadeResourceName()方法返回該資源的名稱（VmInstance）；getEdgeNames()方法返回一個和資源直接關(guān)聯(lián)的資源名列表，在我們的例子中返回主存儲、L3網(wǎng)絡(luò)、IpRange和主機(jī)；所以如果刪除操作在這些edge resources或其上游資源（如區(qū)域）上發(fā)生時，該操作將被級聯(lián)至在getEdgeNames()方法中聲明了這些資源的擴(kuò)展。級聯(lián)擴(kuò)展可以在asyncCascade() 中采取行動，并獲取必須的信息比如操作碼（如刪除），根發(fā)起者（如區(qū)域，下文將很快給出解釋），作為操作來源的父發(fā)起者（如主機(jī)，將很快給出解釋）和操作上下文（例如，哪臺主機(jī)正在被刪除）。由于資源的關(guān)系是一個可能有環(huán)路的有向圖，級聯(lián)框架將把圖壓扁成一棵樹，并把環(huán)路變?yōu)榉种?。例如，刪除區(qū)域的操作將最終創(chuàng)建以下樹（一部分）：

注：如你所見，刪除區(qū)域操作將多次級聯(lián)到虛擬機(jī)的級聯(lián)擴(kuò)展；這是刻意的，因為級聯(lián)擴(kuò)展通常依賴于父發(fā)起者去決定該采取什么行動；在這個例子中，虛擬機(jī)的父發(fā)起者為主存儲、主機(jī)、L3網(wǎng)絡(luò)和IP范圍；然而，對于不同的父發(fā)起者，擴(kuò)展可能會采取不同的行動；例如，如果父發(fā)起者為主存儲并且操作碼為delete，該擴(kuò)展將摧毀所有根云盤在該主存儲的虛擬機(jī)；但如果父發(fā)起者是主機(jī)，擴(kuò)展將會只停止在那臺主機(jī)上的虛擬機(jī)，因為這些虛擬機(jī)稍后就可以在其他主機(jī)上啟動?？紤]到ZStack沒有產(chǎn)生沖突的級聯(lián)操作，例如，不會有一個操作導(dǎo)致虛擬機(jī)在路徑A啟動而在路徑B停止，所以級聯(lián)操作從不同路徑進(jìn)行多次延伸是沒有問題的。

當(dāng)級聯(lián)一個操作時，該框架從該操作被應(yīng)用的root issuer開始；在上述刪除區(qū)域的示例中，zone是根發(fā)起者；那么框架將從根發(fā)起者遍歷樹，并調(diào)用擴(kuò)展的createActionForChildResource() 方法為每一條路徑上的每一個擴(kuò)展創(chuàng)建上下文；一旦所有上下文創(chuàng)建成功，該框架將再次遍歷樹，不過是從葉子節(jié)點到根，并調(diào)用每個擴(kuò)展的asyncCascade()方法 ；一個擴(kuò)展可以依靠父發(fā)起者去決定應(yīng)該做哪些操作，父發(fā)起者在getEdgeNames() 方法中以資源名的方式聲明；例如，如果父發(fā)行者是主機(jī)，則停止虛擬機(jī)；如果父發(fā)行者是主存儲，則刪除虛擬機(jī)。

這兩個階段的遍歷保證，一個操作（例如刪除）將只會被應(yīng)用到根發(fā)起者，在所有下游資源都做完一些合適的操作后。例如，一個區(qū)域只在所有子孫資源都被刪除后才能被刪除。
由于并不是所有的操作都需要級聯(lián)，一個資源可以在它需要的時候直接調(diào)用CascadeFacade.asyncCascade()。

總結(jié)

在這篇文章中，我們演示了ZStack的級聯(lián)框架，這是一個強(qiáng)大的工具，用于擴(kuò)散操作而不需要硬編碼。ZStack用很多方式使用了它，除了我們在文中提到的以外，一些操作，如卸載主存儲（這將停止將被卸載的集群中的所有虛擬機(jī)），卸載L2網(wǎng)絡(luò)（這將停止將被卸載的集群中的所有虛擬機(jī)）都是以這種方式實現(xiàn)的。有了它的幫助，管理員可以快速嘗試不同的云部署而無需擔(dān)心不方便；你可以只刪除你的部署的一部分并重新創(chuàng)建一個新的，而不需要僅因為你在一個設(shè)計錯誤的L2網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建了許多虛擬機(jī)，就重新部署整個云（舉個例子）。