对Riak Core的探索 (3) - 依赖注入 IoC

二、 基于Riak Core分布式应用开发

开发一个基于Riak Core的分布式数据处理系统，意味着它要处理的数据将在hash后映射到一个环上，也就是说这些数据分布在各个数据节点的partition上，数据的处理也在各个partition上进行。

显然每个数据处理系统有它自己的数据处理逻辑。如果我们实现了这个处理逻辑然后以某种方式注入到Riak Core中，那么相应的系统也就开发成了。

基于Riak Core的开发本质上也是这样的：Riak Core屏蔽了所有和分布式有关的部分，开发者不用关心这些，它提供了某种接口，用户通过这些接口实现数据处理逻辑，然后将实现注入到Riak Core系统中。


1. riak_core_vnode behaviour —— 用户处理逻辑的实现接口

Riak Core为提供了一个riak_core_vnode回调模块作为用户实现业务逻辑的接口。源代码看 这里。riak_core_vnode有两个作用：

1. 作为erlang behaviour提供回调函数实现接口，用户在回调函数中实现业务逻辑；
2. 作为容器进程运行实现上述接口的用户模块，具体来讲它将作为一个基于gen_fsm的有限状态机进程运行。

也就是说，riak_core_vnode是作为一个容器以erlang进程的形式运行，而用户的业务逻辑栖身于容器中。（BTW：gen_server/gen_fsm都是这种设计和运行模式。）

我想这是一种典型的IoC（依赖注入）设计：系统将用户实现的功能注入到Riak Core系统中，由此构建出基于Riak Core的分布式应用系统。困难的dynamo分布式实现交给Riak Core完成，用户只关心业务逻辑的实现就行了。

2. 业务逻辑的实现，和其他

主要是实现riak_core_vnode behaviour的接口回调函数。除了业务逻辑的实现，还设计到数据的转移等。

Riak Core将partition上的数据处理操作抽象出来，由用户通过riak_core_vnode behaviour的回调函数实现，vnode的回调函数分为以下几类：
0) vnode进程生命周期管理，在vnode进程诞生和毁灭时将被调用的回调函数init/1, terminate/2
1) 对vnode进程负责的partition上数据的处理，当传来对该partition上的数据继续处理的命令时，由回调函数handle_command/3负责处理。例如，如果对数据的处理是存储，那么无非是get/put之类的命令，这些命令的格式（协议）都是由用户自己定义并实现的。
2) 当集群中增/减物理节点时，或者某个宕掉的物理节点恢复时，就需要对partition进行handoff的处理，其核心是对数据的搬运，它包括一组回调函数（is_empty/1, delete/1, handle_handoff_command/3, handoff_starting/2, handoff_cancelled/1, handoff_finished/2, handle_handoff_data/2, handle_handoff_data/2, encode_handoff_item/2 )
3) 对进程错误的处理：与该vnode相关的进程如果出错会调用回调函数handle_exit
4) Covering：覆盖整个ring空间数据的特殊命令，例如对一段连续范围的搜索命令。某个连续的数据集在hash后有可能会落到所有的partition。

这些回调函数在 rzezeski的博文中有介绍

3. 业务逻辑的注入过程

我们的分布式数据处理系统作为一个OTP application发布。在application中实现了处理系统的启动，以及业务逻辑的注入。

application启动时会启动supervisor，后者监控着 riak_core_vnode_master子进程（riak_core_vnode_master是一个gen_server），参数配制成实现用户逻辑的定制vnode模块，从而实现业务逻辑注入。

riak_core_vnode_master可看成是运行着vnode的容器。

业务逻辑的注入

-module(rts_sup).

-behaviour(supervisor).

%% API 
-export([start_link/0]).      

%% Supervisor callbacks
-export([init/1]).

start_link() ->
    supervisor:start_link({local, ?MODULE}, ?MODULE, []).


init(_Args) ->
    VMaster = { rts_vnode_master,  
                     {riak_core_vnode_master, start_link, [rts_vnode]},
                      permanent, 5000, worker, [riak_core_vnode_master]},

    Entry = { rts_entry_vnode_master,
                {riak_core_vnode_master, start_link, [rts_entry_vnode]},
                 permanent, 5000, worker, [riak_core_vnode_master]},

    Stat = { rts_stat_vnode_master, 
               {riak_core_vnode_master, start_link, [rts_stat_vnode]}, 
                permanent, 5000, worker, [riak_core_vnode_master]},

    {ok,
     {{one_for_one, 5, 10},
      [VMaster, Entry, Stat]}}.

有几种执行特定分区上业务逻辑的API方法，都是riak_core_vnode_master模块提供的，这些函数的参数都是三个，分别是：IdxNode, Msg, VMasterMod

1. 同步发送
sync_command(IndexNode, Msg, VMaster)

2. 异步发送
riak_core_vnode_master:sync_spawn_command(IndexNode, ping, rts_vnode_master)

还有一个比较特殊command函数，它有两种

一种一上述两类相似，直接向vnode同步发送命令：
    riak_core_vnode_master:command(IdxNode,
                                   {entry, Client, Entry} = Msg,
                                   rts_entry_vnode_master = VMaster).

一种向PreList里的所有节点发送command命令：
command(Preflist, Msg, VMaster)


IdxNode是{Index, Node}这样的tuple，其中Index是partition分区的id号，Node是分区所在的节点，知道了Node和rts_entry_vnode_master，就能得到vnode进程Pid，通过发送事件调用相关业务逻辑：
gen_fsm:send_event(Pid, make_request(Msg, Sender, Index));


IndexNode的计算：
1) 用riak_core_util:chash_key/1函数计算hash值，参数是一个含两个二进制数据的tuple
DocIdx = riak_core_util:chash_key({<<"ping">>, term_to_binary(now())}),
2) 通过哈希值得到Preflist，Preflist的长度可以指定：
PrefList = riak_core_apl:get_primary_apl(DocIdx, 1, rts),

最后得到IndexNod
[{IndexNode, _Type}] = PrefList,





BTW：应用的启动过程

-module(rts_app).
-behaviour(application).

%% Application callbacks
-export([start/2, stop/1]).

start(_StartType, _StartArgs) ->
    case rts_sup:start_link() of
        {ok, Pid} ->
            ok = riak_core:register_vnode_module(rts_vnode),
            ok = riak_core_node_watcher:service_up(rts, self()),

            ok = riak_core:register_vnode_module(rts_entry_vnode),
            ok = riak_core_node_watcher:service_up(rts_entry, self()),

            ok = riak_core:register_vnode_module(rts_stat_vnode),
            ok = riak_core_node_watcher:service_up(rts_stat, self()),

            EntryRoute = {["rts", "entry", client], rts_wm_entry, []},
            webmachine_router:add_route(EntryRoute),

            {ok, Pid};
        {error, Reason} ->
            {error, Reason}
    end.

stop(_State) ->
    ok.