Knative 實戰：基於 Knative Serverless 技術實現天氣服務-上篇
提到天氣預報服務，我們第一反應是很簡單的一個服務啊，目前網上有大把的天氣預報 API 可以直接使用，有必要去使用 Knative 搞一套嗎？殺雞用牛刀？先不要著急，我們先看一下實際的幾個場景需求：
- 場景需求 1：根據當地歷年的天氣資訊，預測明年大致的高溫到來的時間
- 場景需求 2：近來天氣多變，如果明天下雨，能否在早上上班前，給我一個帶傘提醒通知
- 場景需求 3：領導發話“最近經濟不景氣，公司財務緊張，那個伺服器，你們提供天氣、路況等服務的那幾個小程式一起用吧，但要保證正常提供服務”。
從上面的需求，我們其實發現，要做好一個天氣預報的服務，也面臨內憂（資源緊缺）外患（需求增加），並不是那麼簡單的。不過現在更不要著急，我們可以使用 Knative 幫你解決上面的問題。
關鍵詞：天氣查詢、表格儲存，通道服務，事件通知<br />
場景需求
首先我們來描述一下我們要做的天氣服務場景需求：<br />
1. 提供對外的天氣預報 RESTful API
- 根據城市、日期查詢（支援未來 3 天）國內城市天氣資訊
- 不限制查詢次數，支援較大併發查詢（1000）
2. 天氣提醒
- 訂閱國內城市天氣資訊，根據實際訂閱城市區域，提醒明天下雨帶傘
- 使用釘釘進行通知
整體架構
有了需求，那我們就開始如何基於 Knative 實現天氣服務。我們先看一下整體架構：<br />
- 通過 CronJob 事件源，每隔 3 個小時定時傳送定時事件，將國內城市未來 3 天的天氣資訊，儲存更新到表格儲存
- 提供 RESTful API 查詢天氣資訊
- 通過表格儲存提供的通道服務，實現 TableStore 事件源
- 通過 Borker/Trigger 事件驅動模型，訂閱目標城市天氣資訊
- 根據訂閱收到的天氣資訊進行釘釘訊息通知。如明天下雨，提示帶傘等
基於內容較多，我們分上、下兩篇分別進行介紹：
- 上篇我們會主要介紹如何對接第三方的天氣預報 API、定時同步並更新天氣資訊以及提供 RESTful API；
- 下篇我們會主要介紹如何實現 TableStore 事件源、訂閱天氣資訊並通過釘釘傳送提醒通知；
基於 Knative 實現天氣服務-上篇
對接高德開放平臺天氣預報 API
查詢天氣的 API 有很多，這裡我們選擇高德開放平臺提供的天氣查詢 API，使用簡單、服務穩定，並且該天氣預報 API 每天提供 100000 免費的呼叫量，支援國內 3500 多個區域的天氣資訊查詢。另外高德開放平臺，除了天氣預報，還可以提供 IP 定位、搜尋服務、路徑規劃等，感興趣的也可以研究一下玩法。
登入高德開放平臺: https://lbs.amap.com， 建立應用，獲取 Key 即可：
獲取Key之後，可以直接通過 url 訪問：https://restapi.amap.com/v3/weather/weatherInfo?city=110101&extensions=all&key=<使用者 key>，返回天氣資訊資料如下：
{
"status":"1",
"count":"1",
"info":"OK",
"infocode":"10000",
"forecasts":[
{
"city":"杭州市",
"adcode":"330100",
"province":"浙江",
"reporttime":"2019-09-24 20:49:27",
"casts":[
{
"date":"2019-09-24",
"week":"2",
"dayweather":"晴",
"nightweather":"多雲",
"daytemp":"29",
"nighttemp":"17",
"daywind":"無風向",
"nightwind":"無風向",
"daypower":"≤3",
"nightpower":"≤3"
},
...
]
}
]
}
定時同步並更新天氣資訊
同步並更新天氣資訊
該功能主要實現對接高德開放平臺天氣預報 API， 獲取天氣預報資訊，同時對接阿里雲表格儲存服務（TableStore），用於天氣預報資料儲存。具體操作如下：
- 接收 CloudEvent 定時事件
- 查詢各個區域天氣資訊
- 將天氣資訊儲存或者更新到表格儲存
在 Knative 中，我們可以直接建立服務如下：
apiVersion: serving.knative.dev/v1alpha1
kind: Service
metadata:
name: weather-store
namespace: default
spec:
template:
metadata:
labels:
app: weather-store
annotations:
autoscaling.knative.dev/maxScale: "20"
autoscaling.knative.dev/target: "100"
spec:
containers:
- image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/knative-sample/weather-store:1.2
ports:
- name: http1
containerPort: 8080
env:
- name: OTS_TEST_ENDPOINT
value: http://xxx.cn-hangzhou.ots.aliyuncs.com
- name: TABLE_NAME
value: weather
- name: OTS_TEST_INSTANCENAME
value: ${xxx}
- name: OTS_TEST_KEYID
value: ${yyy}
- name: OTS_TEST_SECRET
value: ${Pxxx}
- name: WEATHER_API_KEY
value: xxx
關於服務具體實現參見 GitHub 原始碼：https://github.com/knative-sample/weather-store
建立定時事件
這裡或許有疑問：為什麼不在服務中直接進行定時輪詢，非要通過 Knative Eventing 搞一個定時事件觸發執行呼叫？那我們要說明一下，Serverless 時代下就該這樣玩-按需使用。千萬不要在服務中按照傳統的方式空跑這些定時任務，親，這是在持續浪費計算資源。
言歸正傳，下面我們使用 Knative Eventing 自帶的定時任務資料來源（CronJobSource），觸發定時同步事件。<br />建立 CronJobSource 資源，實現每 3 個小時定時觸發同步天氣服務（weather-store），WeatherCronJob.yaml 如下：
apiVersion: sources.eventing.knative.dev/v1alpha1
kind: CronJobSource
metadata:
name: weather-cronjob
spec:
schedule: "0 */3 * * *"
data: '{"message": "sync"}'
sink:
apiVersion: serving.knative.dev/v1alpha1
kind: Service
name: weather-store
執行命令：
kubectl apply -f WeatherCronJob.yaml
現在我們登入阿里雲表格儲存服務，可以看到天氣預報資料已經按照城市、日期的格式同步進來了。
提供天氣預報查詢 RESTful API
有了這些天氣資料，可以隨心所欲的提供屬於我們自己的天氣預報服務了（感覺像是承包了一塊地，我們來當地主），這裡沒什麼難點，從表格儲存中查詢對應的天氣資料，按照返回的資料格式進行封裝即可。
在 Knative 中，我們可以部署 RESTful API 服務如下：
apiVersion: serving.knative.dev/v1alpha1
kind: Service
metadata:
name: weather-service
namespace: default
spec:
template:
metadata:
labels:
app: weather-service
annotations:
autoscaling.knative.dev/maxScale: "20"
autoscaling.knative.dev/target: "100"
spec:
containers:
- image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/knative-sample/weather-service:1.1
ports:
- name: http1
containerPort: 8080
env:
- name: OTS_TEST_ENDPOINT
value: http://xxx.cn-hangzhou.ots.aliyuncs.com
- name: TABLE_NAME
value: weather
- name: OTS_TEST_INSTANCENAME
value: ${xxx}
- name: OTS_TEST_KEYID
value: ${yyy}
- name: OTS_TEST_SECRET
value: ${Pxxx}
具體實現原始碼 GitHub 地址：https://github.com/knative-sample/weather-service
查詢天氣 RESTful API:
- 請求 URL<br /> GET /api/weather/query
引數:
cityCode：城市區域程式碼。如北京市區域程式碼：110000
date：查詢日期。如格式：2019-09-26
- 返回結果
{
"code":200,
"message":"",
"data":{
"adcode":"110000",
"city":"北京市",
"date":"2019-09-26",
"daypower":"≤3",
"daytemp":"30",
"dayweather":"晴",
"daywind":"東南",
"nightpower":"≤3",
"nighttemp":"15",
"nightweather":"晴",
"nightwind":"東南",
"province":"北京",
"reporttime":"2019-09-25 14:50:46",
"week":"4"
}
}
查詢：杭州，2019-09-26 天氣預報資訊示例
另外城市區域程式碼表可以在上面提供的原始碼 GitHub 中可以檢視，也可以到高德開放平臺中下載：https://lbs.amap.com/api/webservice/download
小結
通過上面的介紹，大家對如何通過 Knative 提供天氣預報實現應該有了更多的體感，其實類似的場景我們有理由相信通過 Knative Serverless 可以幫你做到資源利用遊刃有餘。下一篇會繼續我們要實現的內容：通過 Knative 事件驅動，訂閱天氣資訊，釘釘推送通知提醒，歡迎持續關注。
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