Zato——基于Python的ESB和后端应用服务器
概述
\Zato是一个用Python编写的开源ESB和应用服务器。按照设计，它用于构建后端应用程序（即仅是API）和在SOA中整合系统。
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\Zato的目标用户是使用Python或者Ruby和PHP等其它动态语言的开发人员，或者是那些考虑在工作中尝试动态语言的技术团队，后者或是因为看到动态语言在其它地方使用，或是因为愿意尝试用其中一种动态语言编写的非前端系统。
\该平台是轻量级但完整的，它涵盖了架构师、程序员或者系统管理员的所有视角，对许多特性提供开箱即用的支持，包括HTTP、SON、SOAP、SQL、AMQP、JMS WebSphere MQ、ZeroMQ、Redis NoSQL、FTP、基于浏览器的GUI、CLI、API、安全、统计、作业调度、负载均衡和热部署。另外，它还提供了大量指南和参考样式方面的文档。
\它的最初版本于2013年5月18日发布，最新的1.1版在6月初发布。
\体系结构
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Zato环境是一个或者多个集群的集合。每个集群由多个共享同一个SQL和Redis数据库的服务器构成。这些服务器的前端是集群专属的HA HTTP负载均衡器。
\所有的服务器始终处于活动状态，并且总是运行同一组服务。为了实现active-standby设定，负载均衡器可以根据需要把任意服务器离线。
\负载均衡器是一个嵌入式的HAProxy实例，管理员通过命令行或者通过GUI调用SSL XML-RPC对其进行远程控制，该过程可以用也可以不用客户端证书。用户可以给服务器赋予权重，以及使用HAProxy自身提供的其它功能，如连接ACL或速率限制。
\服务器基于gunicorn/gevent项目构建。该项目是一个联合体，它使用libevent来选择每个平台支持的最佳异步事件通知库，如Linux平台上的epoll。
\为了充分利用单台计算机能够提供的所有CPU，Zato按照设定好的数值预先生成一定数量的工作进程，每个进程使用选定的异步网络连接库来处理连接，所有进程监听相同的套接字。负载均衡器用于在不同的计算机之间分配负载及提供HA。
\集群中的一台服务器担当启动AMQP/JMS WebSphere MQ/ZeroMQ资源调度器和连接器的角色。如果这台服务器意外宕机，那么始终处于活动状态的ping机制可以保证另外一台服务器接管这个角色。
\应用程序可以使用多种协议进行集成，包括HTTP（对JSON/SOAP和纯XML有特殊支持）、FTP、AMQP、JMS WebSphere MQ（用于实现与现有的MQ Java应用程序之间的无缝互通性）、Redis和SQL。其中，HTTP协议是同步调用Zato服务的唯一方式。这种情况下，请求应用程序会进入阻塞状态等待响应。
\程序员可以使用任何Python库。如果Zato自身尚未提供某个功能，也可以使用其它技术实现，如XML-RPC或者SMTP，该过程仅是一个导入Python内置包的问题而已。
\集群管理使用基于浏览器的GUI和CLI。前者主要用于管理处于运行状态的集群，后者则用于在操作系统中安装Zato组件，如服务器。
\集群配置信息存储在Redis和SQL操作型数据库中。Redis存储快速变化和频繁更新的数据，如统计信息或用户的运行时信息，而SQL ODB存储可以简单地映射成关系结构的数据。
\虽然主要使用GUI进行环境配置，但也可以将集群的配置信息以JSON格式导出/导入，而且导出结果可以存储到一个外部的配置版本库，从而可以对其进行版本管理、标记或者版本间差异比较。
\带有GUI的内置调度器可以用于一次性作业或者循环作业（也可以用Cron语法）。
\服务器和服务只通过Redis和SQL ODB进行状态共享。没有自定义的协议或者数据格式用于保持服务器状态的一致性。
\Zato使用超过160个自带的管理服务来进行自我管理，其中每一项都可以通过命令行或者在HTTP上以JSON/SOAP方式调用公共API获得。GUI和CLI工具本身都是这些服务的客户端。
\Zato已经为Python应用程序创建了方便的客户端，所以用Python编写的应用程序在与Zato暴露的服务进行通信时还是只能使用Python对象。
\服务
\Zato服务是实现了单个特定方法的Python类。它可以接收输入和产生输出，也可以只接收输入或者只产生输出。
\服务可以从GUI或者命令行以静态的或者热部署的方式安装。安装过程会自动将服务编译成字节码。
\服务可以使用任何数据格式，但是Zato对JSON、SOAP和普通XML提供更多支持。如果使用了其中任何一种，序列化和反序列化都会在后台完成，开发人员只需通过点号就可以使用纯Python对象，而不必基于诸如XSD那样的模式创建Bean/模型/存根/类——尽管这意味着将没有代码完成。
\同一服务可以在HTTP、AMQP、JMS WebSphere MQ、ZeroMQ和调度器上暴露，而不需要修改任何代码，也不需要重启服务器。特别地，只有在HTTP上暴露的服务可以进行同步调用。
\SimpleIO（SIO）是一种声明式语法，用于表示简单的请求和响应。选用该语法，服务可以在不修改代码的情况下通过JSON或者XML/SOAP暴露。SIO不能处理复杂文档，它不接受任意嵌套的结构。任何结构的任何文档都可以用于Zato,只是有时不能用于SIO。
\下面是一个基础服务的示例，该服务使用Yahoo YQL/JSON和Google’s XML API获取一家公司的市场资本总额。
\该服务接收一个股票代码（例如GOOG或RHT），发出两个HTTP请求，然后清理响应并把它们组合成一个通用格式。根据请求格式的不同，组合结果以JSON或XML格式返回。
\\# anyjson\from anyjson import loads \\# bunch\from bunch import bunchify \\# decimal\from decimal import Decimal \\# lxml\from lxml.objectify import fromstring \\# Zato\from zato.server.service import Service \\class GetMarketCap(Service):\\"\"\" 根据公司股票代码返回其市场资本总额，单位是10亿USD。 \\\"\"\"\class SimpleIO:\response_elem = 'market_cap'\input_required = ('symbol',)\output_required = ('provider', 'value') \\def handle(self): \\# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . \\# Yahoo\# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . \\# 通过名称获取到Y!的连接\yahoo = self.outgoing.plain_http.get('Yahoo! YQL') \\# 创建用于YQL查询的URL参数。\q = 'select * from yahoo.finance.quotes where symbol=\"{}\"'.format(\self.request.input.symbol)\url_params = {'q':q, 'format':'json', \\'env':'http://datatables.org/alltables.env'} \\# 调用 Y!，并从JSON响应创建一个bunch实例，这样就可以用点号\# 引用这些元素。\yahoo_response = bunchify(loads(yahoo.conn.get(self.cid, url_params).text)) \\# 清理Y!的响应——如果有业务响应，就去掉最后一个字符。\# 假设响应总是以10亿为单位。\if yahoo_response.query.results.quote:\value1 = yahoo_response.query.results.quote.MarketCapitalization\value1 = Decimal(value1[:-1]) if value1 else 'n/a'\else:\value1 = 'n/a' \\# 一个新的响应条目会附加到条目列表，根据服务调用方式的不同，\#Zato会把它序列化为JSON或者XML。 \\item1 = {'provider':'Yahoo!', 'value': str(value1)}\self.response.payload.append(item1) \\# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . \\# Google\# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . \\# 通过名称获取到Google的连接\google = self.outgoing.plain_http.get('Google Finance') \\# 创建用于调用Google的URL参数\url_params = {'stock':self.request.input.symbol} \\# 调用 Google并从XML响应创建一个Objectify实例，这样就可以\# 用点号引用这些元素。\google_response = fromstring(google.conn.get(self.cid, \\url_params).text) \\# 清理Google的响应——如果有业务响应，就将百万转换成十亿。\if hasattr(google_response.finance, 'market_cap'):\value2 = Decimal(google_response.finance.market_cap.get('data')) / 1000\else:\value2 = 'n/a' \\# 此外，将一个纯Python字典(hashmap)附加到响应对象，并由Zato \# 完成序列化\item2 = {'provider':'Google', 'value': str(value2)}\self.response.payload.append(item2) \\
这是一个非常简单的集成示例，而并不是所有的场景都允许使用SIO，但是不管服务多复杂，有一点需要强调，就是不应该回避使用Python进行编码。除了可执行外，从许多方面看来，它都非常像伪代码——这里有更多的使用示例可以说明这一点。
\事实上，这正是使用Python创建Zato的原因——作为一种十分高级的语言，Python非常令人满意，它尽可能的减少麻烦和语言怪癖，使开发人员可以专注于集成。同时，它还是一种真正通用的编程语言，而不是一种有局限性、可能图形化和领域专属的第四代语言。
\回到上面的例子，可以使用GUI创建需要的资源——本例中是“Yahoo！YQL”和“Google财经”的传出连接。也可以从命令行使用JSON配置完成上述操作，但还是会显示图形界面。
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这些独有的API不需要安全性保证，但是如果需要，则可以使用“HTTP基础认证（HTTP Basic Auth）”、“WS-Security用户名令牌（WS-Security Username Tokens）”或者技术账户（与HTTP基础认证类似，但是不需要BASE64）。
\现在，服务可以通过GUI或者命令行进行热部署了。此处使用后者：
\\$ cp stockmarket.py /opt/server1/pickup-dir\\
确认信息会写到服务器日志：
\\2013-06-20 19:25:16,115 - INFO - Uploaded package id:[53],\payload_name:[stockmarket.py]\\
接下来，可以使用Zato的CLI从命令行调用它，也可以从GUI调用它。这里采用前一种方法，并使用JSON和纯HTML两种格式：
\\$ zato service invoke /opt/server1 stockmarket.get-market-cap \\\--payload '{\"symbol\":\"GOOG\"}'\{u'market_cap': [\{u'value': u'298.8', u'provider': u'Yahoo!'},\{u'value': u'298.81505', u'provider': u'Google'}\]}\$ \\
\$ zato service invoke /opt/server1/ stockmarket.get-market-cap --data-format \\xml \\\--transport soap --payload '\\\\u0026lt;soapenv:Envelope \\xmlns:soapenv=\"http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/\" \\\xmlns:zato=\"https://zato.io/ns/20130518\"\u0026gt; \\\\u0026lt;soapenv:Body\u0026gt; \\\\u0026lt;zato:request\u0026gt; \\\\u0026lt;zato:symbol\u0026gt;IBM\u0026lt;/zato:symbol\u0026gt; \\\\u0026lt;/zato:request\u0026gt; \\\\u0026lt;/soapenv:Body\u0026gt; \\\\u0026lt;/soapenv:Envelope\u0026gt;' \\\u0026lt;market_cap\u0026gt;\\u0026lt;zato_env\u0026gt;\\u0026lt;cid\u0026gt;K255124128065587321859442392853212603320\u0026lt;/cid\u0026gt;\\u0026lt;result\u0026gt;ZATO_OK\u0026lt;/result\u0026gt;\\u0026lt;/zato_env\u0026gt;\\u0026lt;item_list\u0026gt;\\u0026lt;item\u0026gt;\\u0026lt;provider\u0026gt;Yahoo!\u0026lt;/provider\u0026gt;\\u0026lt;value\u0026gt;8.763\u0026lt;/value\u0026gt;\\u0026lt;/item\u0026gt;\\u0026lt;item\u0026gt;\\u0026lt;provider\u0026gt;Google\u0026lt;/provider\u0026gt;\\u0026lt;value\u0026gt;8.76324\u0026lt;/value\u0026gt;\\u0026lt;/item\u0026gt;\\u0026lt;/item_list\u0026gt;\\u0026lt;/market_cap\u0026gt;\$ \\
CLI只是一种管理员或者开发人员快速访问服务的方式，而实际上，服务现在已经加载到一个安全的HTTP通道上，客户端应用程序可以通过该通道访问服务。服务器不需要重启。
\Zato 1.1其它特性速览
\服务
\服务使用Python编写，但如果需要，也可以使用C或C++创建服务。
\服务已从传输层解耦，因此，除非开发人员坚持深入研究底层细节，否则他们可以专注于数据校验、扩展、转换、路由或者调用其它服务。服务管理可以使用基于浏览器的GUI、CLI或者JSON配置。
\Zato还将服务与安全机制隔离——服务遵循这样的假设，如果它们被调用，那么前一层已经处理了授权/认证。
\一个服务可以同时通过多种通道暴露，每一个通道使用不同的数据格式、安全定义或传输协议。
\如果使用JSON/XML/SOAP，服务会收到一个美观的Python对象作为输入，程序员可以通过常规的点号访问该对象（例如，request.customer.payment.date），而不需要手动序列化/反序列化。如果使用SimpleIO（SIO），不管使用哪种数据格式，都会产生相同的对象，所以相同的服务可以通过多种通道暴露给客户端应用程序，并且每种通道都可以使用三种数据格式中的任意一种。
\“钩子（Hook）”可以用来影响服务的生命周期，实现跨服务的代码共用（这是除Python类继承之外的另一种代码共用方式）。
\任何同步调用都发生在同一操作系统级别的进程和线程，因此，操作系统可以捕获服务抛出的任何异常，并进行现场回溯（堆栈跟踪）。
\异步调用需要通过Redis路由。消息首先发布到Redis上，另一个服务——可能在另一台服务器上——取得该请求。这也是调度器的工作原理，作业（服务）运行请求发布到Redis上，目标服务接收该请求作为输入。
\有一点需要注意，所有围绕数据来源、格式和传输协议的抽象编程仅仅是为开发人员提供方便。例如，如果有一个需求，需要实现一个Zato自身没有提供的功能，那么开发人员总是可以直接访问原始的字节/字符串消息。
\在活动集群上所做的几乎所有操作，如部署或重新配置，都不需要重启服务器和中断消息流。
\GUI
\GUI是在Django中使用手写HTML/CSS/jQuery的方式编写而成。开发过程遵循诸如Stephen Few那样的信息设计和可用性专家所制定的指南。
\它有如下主要特征：
\- 集群管理——包含指向关键组件的快速链接，具有向负载均衡器的配置中添加/删除服务器，及以服务器和负载均衡器的视角检查服务器是否运行正常的能力。\
- 负载均衡器——包含用于更改负载均衡器基础数据的GUI和HAProxy的配置源代码视图，也可以通过它远程执行HAProxy命令及访问统计信息。\
- \
服务
\- 服务热部署\
- 服务以及请求频率、平均响应时间等基本统计信息列表（也有图表）\
- 查看特定服务的信息，包括服务的暴露通道、所在服务器和服务的基本统计信息\
- 可以从浏览器运行服务的服务调用程序\
- 具有语法高亮显示功能的源代码浏览器，可用于查看服务器上到底安装了什么（因为服务以源代码的形式部署，所以总是可以取得源代码，字节码是在部署过程中生成的）\
- 上传/下载WSDL文件（虽然Zato自身并不用它来验证请求），并使它可以通过公共的URL访问\
- 存储和访问请求/响应抽样信息（每N次请求进行一次抽样）\
- 存储和访问速度慢的请求/响应信息（超过设定阀值）\
- 安全——增加和删除安全定义，这些定义可以在通道和传出连接之间重用\
- 通道和传出连接——前者包括AMQP、JMS WebSphere MQ、plain HTTP、SOAP或ZeroMQ，后者包括AMQP、FTP、JMS WebSphere MQ、plain HTTP、SOAP、SQL或ZeroMQ。创建这些类的新对象或者更新已有对象，几乎从不需要重启和编码。\
- Redis NoSQL——一个用于远程执行Redis命令的GUI。同时，它还具有指定数据字典及映射的能力。所谓映射是要表达这样一种对照关系，例如，在ISO 4217字符集中美元符号是USD，但是它的数字码是840。\
- 用于创建、更新或者手动执行作业的调度器。运行一个作业意味着执行一项服务，并且可以为该服务选择一个静态有效负载作为输入。\
- 在GUI中有用颜色标记集群的选项，例如，生产总是蓝色，测试总是绿色及开发总是灰色，这样可以避免“胖手指”综合征。\
- 可用于快速回答下面两个问题的统计信息——哪个服务最慢和哪个服务在给定时间范围内（小时/天/月/年或者任意一个时间段）使用最多。用户可以在浏览器中比较这些数据，也可以导出成CVS格式的文件（还可以通过API获取）。负载均衡器也会提供它自己的运行时统计信息。\
CLI
\命令行接口可以用于执行一系列管理操作，包括创建集群组件、对组件进行完整性检查、启动、停止或更新组件或管理加密资料。
\下文会对两个命令进行说明。第一个针对正在运行的组件取得其操作系统级的信息。另一个用于创建完整的工作环境，该环境将包含两个服务器、Web管理界面和一个负载均衡器，每个组件均使用随机产生的加密资料，所有的组件都已经完成配置和设置工作。
\\$ zato info /opt/z1/load-balancer\+--------------------------------+--------------------------------+\| Key | Value |\+=========================+================+\| component_details | {\"created_user_host\": |\| | \"dev1@box1\