Azure Service Fabric-Hostingmodell

Dieser Artikel bietet einen Überblick über von Azure Service Fabric bereitgestellte Anwendungshostingmodelle und beschreibt die Unterschiede zwischen dem Modell mit einem gemeinsam genutzten Prozess und dem Modell mit einem exklusiven Prozess. Er veranschaulicht grafisch die Bereitstellung einer Anwendung auf einem Service Fabric-Knoten beschreibt und die Beziehung zwischen Replikaten (oder Instanzen) des Diensts und dem Dienst-Host-Prozess.

Bevor Sie fortfahren, müssen Sie die verschiedenen Konzepte und Beziehungen kennen, die unter Modellieren von Anwendungen in Service Fabric erläutert werden.

Hinweis

In diesem Artikel werden folgende Begriffe mit folgenden Bedeutungen verwendet, sofern nicht explizit erwähnt wird, dass sie in einer anderen Bedeutung verwendet werden:

• Replikat bezieht sich sowohl auf ein Replikat eines zustandsbehafteten Diensts als auch auf eine Instanz eines zustandslosen Diensts.
• CodePackage wird gleichbedeutend mit dem ServiceHost-Prozess verwendet, der einen ServiceType registriert und Replikate von Diensten dieses ServiceType hostet.

Um das Hostingmodell zu verstehen, betrachten wir ein Beispiel im Detail. Angenommen, Sie verfügen über einen ApplicationType „MyAppType“, der den ServiceType „MyServiceType“ aufweist. „MyServiceType“ wird vom ServicePackage „MyServicePackage“ bereitgestellt, das über ein CodePackage „MyCodePackage“ verfügt. „MyCodePackage“ registriert ServiceType „MyServiceType“, sobald dieser ausgeführt wird.

Weiterhin angenommen, Sie verfügen über einen Cluster mit drei Knoten und erstellen die Anwendung fabric:/App1 vom Typ „MyAppType“. In dieser Anwendung fabric:/App1 erstellen Sie einen Dienst fabric:/App1/ServiceA vom Typ „MyServiceType“. Dieser Dienst verfügt über zwei Partitionen (P1 und P2) und drei Replikate pro Partition. Das folgende Diagramm zeigt die Sicht dieser Anwendung, wie sie auf einem Knoten bereitgestellt wird.

Service Fabric hat „MyServicePackage“ aktiviert, das „MyCodePackage“ gestartet hat, das wiederum Replikate aus beiden Partitionen hostet. Alle Knoten im Cluster weisen dieselbe Ansicht auf, da eine Anzahl von Replikaten pro Partition ausgewählt wurde, die der Anzahl der Knoten im Cluster entspricht. Jetzt erstellen wir einen weiteren Dienst, fabric:/App1/ServiceB, in der Anwendung fabric:/App1. Dieser Dienst verfügt über eine Partition (P3) und drei Replikate pro Partition. Das folgende Diagramm zeigt die neue Sicht auf dem Knoten:

Service Fabric hat das neue Replikat für die Partition P3 des Diensts fabric:/App1/ServiceB in die vorhandene Aktivierung von „MyServicePackage“ platziert. Jetzt erstellen wir eine weitere Anwendung, fabric:/App2, vom Typ „MyAppType“. In fabric:/App2 erstellen wir den Dienst fabric:/App2/ServiceA. Dieser Dienst verfügt über zwei Partitionen (P4 und P5) und drei Replikate pro Partition. Das folgende Diagramm zeigt die neue Knotenansicht:

Service Fabric aktiviert eine neue Kopie von „MyServicePackage“, die eine neue Kopie von „MyCodePackage“ startet. Replikate aus beiden Partitionen des Diensts fabric:/App2/ServiceA (P4 und P5) werden in diese neue Kopie „MyCodePackage“ eingefügt.

Modell mit einem gemeinsam genutzten Prozess

Im vorherigen Abschnitt wurde das von Service Fabric bereitgestellte Standardhostingmodell beschrieben, das als Modell mit einem gemeinsam genutzten Prozess bezeichnet wird. In diesem Modell ist für jede Anwendung nur eine Kopie eines bestimmten ServicePackage-Elements auf einem Knoten aktiviert (diese Kopie startet alle darin enthaltenen CodePackages). Alle Replikate aller Dienste von einem bestimmten ServiceType werden in dem CodePackage platziert, das diesen ServiceType registriert. Dies bedeutet, dass alle Replikate aller Dienste auf einem Knoten eines bestimmten ServiceType denselben Prozess gemeinsam nutzen.

Modell mit einem exklusiven Prozess

Das andere von Service Fabric bereitgestellte Hostingmodell ist das Modell mit einem exklusiven Prozess. In diesem Modell wird jedes Replikat auf einem Knoten in einem eigenen dedizierten Prozess ausgeführt. Service Fabric aktiviert eine neue Kopie von ServicePackage (diese startet alle darin enthaltenen CodePackages). Replikate werden in dem CodePackage platziert, das den ServiceType des Diensts registriert, zu dem das Replikat gehört.

Wenn Sie Service Fabric Version 5.6 oder höher verwenden, können Sie das Modell mit einem exklusiven Prozess zum Zeitpunkt der Diensterstellung auswählen (mithilfe von PowerShell, REST oder FabricClient). Legen Sie ServicePackageActivationMode als „ExclusiveProcess“ fest.

PS C:\>New-ServiceFabricService -ApplicationName "fabric:/App1" -ServiceName "fabric:/App1/ServiceA" -ServiceTypeName "MyServiceType" -Stateless -PartitionSchemeSingleton -InstanceCount -1 -ServicePackageActivationMode "ExclusiveProcess"

var serviceDescription = new StatelessServiceDescription
{
    ApplicationName = new Uri("fabric:/App1"),
    ServiceName = new Uri("fabric:/App1/ServiceA"),
    ServiceTypeName = "MyServiceType",
    PartitionSchemeDescription = new SingletonPartitionSchemeDescription(),
    InstanceCount = -1,
    ServicePackageActivationMode = ServicePackageActivationMode.ExclusiveProcess
};

var fabricClient = new FabricClient(clusterEndpoints);
await fabricClient.ServiceManager.CreateServiceAsync(serviceDescription);

Wenn Sie über einen Standarddienst im Anwendungsmanifest verfügen, können Sie das Modell mit einem exklusiven Prozess auswählen, indem Sie das Attribut ServicePackageActivationMode festlegen:

<DefaultServices>
  <Service Name="MyService" ServicePackageActivationMode="ExclusiveProcess">
    <StatelessService ServiceTypeName="MyServiceType" InstanceCount="1">
      <SingletonPartition/>
    </StatelessService>
  </Service>
</DefaultServices>

Jetzt erstellen wir einen weiteren Dienst, fabric:/App1/ServiceC, in der Anwendung fabric:/App1. Dieser Dienst verfügt über zwei Partitionen (P6 und P7) und drei Replikate pro Partition. Legen Sie ServicePackageActivationMode als „ExclusiveProcess“ fest. Das folgende Diagramm zeigt die neue Ansicht des Knotens:

Wie Sie sehen können, hat Service Fabric zwei neue Kopien von „MyServicePackage“ aktiviert (eine für jedes Replikat aus den Partitionen P6 und P7). Service Fabric hat jedes Replikat in eine dedizierte Kopie von CodePackage platziert. Bei Verwendung des Modells mit einem exklusiven Prozess können für eine bestimmte Anwendung mehrere Kopien eines bestimmten ServicePackage auf einem Knoten aktiv sein. Im vorherigen Beispiel sind drei Kopien von „MyServicePackage“ für fabric:/App1 aktiv. Jeder dieser aktiven Kopien von „MyServicePackage“ ist eine ServicePackageActivationId zugeordnet. Diese ID identifiziert diese Kopie in der Anwendung fabric:/App1.

Wenn Sie nur das Modell mit einem gemeinsam genutzten Prozess für eine Anwendung verwenden, ist auf einem Knoten nur eine aktive Kopie von ServicePackage vorhanden. Die ServicePackageActivationId für diese Aktivierung von ServicePackage ist eine leere Zeichenfolge. Dies ist z.B. bei fabric:/App2 der Fall.

Hinweis

• Das Hostingmodell mit einem gemeinsam genutzten Prozess entspricht ServicePackageActivationMode = SharedProcess. Dies ist das Standardhostingmodell, und ServicePackageActivationMode muss zum Zeitpunkt der Erstellung des Diensts nicht festgelegt werden.

• Das Hostingmodell mit einem exklusiven Prozess entspricht ServicePackageActivationMode = ExclusiveProcess. Um diese Einstellung zu verwenden, müssen Sie sie zum Zeitpunkt der Diensterstellung explizit angeben.

• Um das Hostingmodell eines Diensts zu ermitteln, fragen Sie die Dienstbeschreibung ab und sehen sich den Wert von ServicePackageActivationMode an.

Arbeiten mit einem bereitgestellten Dienstpaket

Eine aktive Kopie eines ServicePackage auf einem Knoten wird als bereitgestelltes Dienstpaket bezeichnet. Wenn Sie das Modell mit einem exklusiven Prozess zum Erstellen von Diensten verwenden, können für eine bestimmte Anwendung mehrere bereitgestellte Dienstpakete für dasselbe ServicePackage vorliegen. Wenn Sie Vorgänge ausführen, die für ein bestimmtes bereitgestelltes Dienstpaket gelten sollen, sollten Sie eine ServicePackageActivationId angeben, um dieses bestimmte bereitgestellte Dienstpaket zu identifizieren. Geben Sie z. B. eine ID an, wenn Sie Integritätsberichte für ein bereitgestelltes Dienstpaket senden oder das Codepaket eines bereitgestellten Dienstpakets neu starten.

Sie können die ServicePackageActivationId eines bereitgestellten Dienstpakets ermitteln, indem Sie die Liste der auf einem Knoten bereitgestellten Dienstpakete abfragen. Wenn Sie die bereitgestellten Diensttypen, bereitgestellten Replikate und bereitgestellten Codepakete auf einem Knoten abfragen, enthält das Abfrageergebnis auch die ServicePackageActivationId des übergeordneten bereitgestellten Dienstpakets.

Hinweis

• Im Hostingmodell mit einem gemeinsam genutzten Prozess wird auf einem bestimmten Knoten für eine bestimmte Anwendung nur eine Kopie eines ServicePackage aktiviert. Die zugehörige ServicePackageActivationId ist eine leere Zeichenfolge und muss bei der Ausführung von Vorgängen im Zusammenhang mit dem bereitgestellten Dienstpaket nicht angegeben werden.

• Im Hostingmodell mit einem exklusiven Prozess können auf einem bestimmten Knoten für eine bestimmte Anwendung eine oder mehrere Kopien eines ServicePackage aktiv sein. Jede Aktivierung verfügt über eine nicht leere ServicePackageActivationId, die bei der Ausführung von Vorgängen im Zusammenhang mit dem bereitgestellten Dienstpaket angegeben wird.

• Wird ServicePackageActivationId nicht angegeben, wird der Wert standardmäßig auf eine leere Zeichenfolge festgelegt. Wenn ein bereitgestelltes Dienstpaket vorhanden ist, das im Modell mit einem gemeinsam genutzten Prozess aktiviert wurde, wird der Vorgang in diesem Dienstpaket ausgeführt. Andernfalls ist der Vorgang nicht erfolgreich.

• Fragen Sie die ServicePackageActivationId nicht nur einmal ab und speichern Sie im Cache. Die ID wird dynamisch generiert und kann sich aus verschiedenen Gründen ändern. Vor dem Ausführen eines Vorgangs, bei dem die ServicePackageActivationId benötigt wird, sollten Sie zunächst die Liste der auf einem Knoten bereitgestellten Dienstpakete abfragen. Verwenden Sie dann die ServicePackageActivationId aus den Abfrageergebnissen, um den ursprünglichen Vorgang auszuführen.

Ausführbare Gastanwendungsdatei- und Containeranwendungen

Service Fabric behandelt Anwendungen mit ausführbaren Gastdateien und Containern als zustandslose Dienste, die eigenständig sind. Es gibt keine Service Fabric-Runtime in ServiceHost (ein Prozess oder Container). Da diese Dienste eigenständig sind, gilt die Anzahl der Replikate pro ServiceHost für diese Dienste nicht. Die mit diesen Diensten am häufigsten verwendete Konfiguration ist eine einzelne Partition mit einem InstanceCount von -1 (auf jedem Knoten des Clusters wird eine Kopie des Dienstcodes ausgeführt).

Der standardmäßige ServicePackageActivationMode für diese Dienste ist SharedProcess. In diesem Fall aktiviert Service Fabric nur eine Kopie des ServicePackage auf einem Knoten für eine bestimmte Anwendung. Das bedeutet, dass auf einem Knoten nur eine Kopie des Dienstcodes ausgeführt wird. Wenn Sie mehrere Kopien Ihres Dienstcodes auf einem Knoten ausführen möchten, geben Sie zum Zeitpunkt der Diensterstellung ServicePackageActivationMode als ExclusiveProcess an. Dies ist z.B. der Fall, wenn Sie mehrere Dienste (Service1 bis ServiceN) eines ServiceType (im ServiceManifest angegeben) erstellen oder wenn Ihr Dienst über mehrere Partitionen verfügt.

Ändern des Hostingmodells eines vorhandenen Diensts

Zurzeit können Sie das Hostingmodell eines vorhandenen Diensts nicht von „gemeinsam genutzter Prozess“ zu „exklusiver Prozess“ (oder umgekehrt) ändern.

Auswählen des richtigen Hostingmodells

Sie müssen überlegen, welches Hostingmodell Ihre Anforderungen am besten erfüllt. Das Modell mit einem gemeinsam genutzten Prozess nutzt Betriebssystemressourcen besser, da weniger Prozesse erzeugt werden und mehrere Replikate im selben Prozess Ports gemeinsam verwenden können. Wenn in einem der Replikate jedoch ein Fehler auftritt, durch den der Diensthost beendet werden muss, hat dies Auswirkungen auf alle anderen Replikate im selben Prozess.

Das Modell mit einem exklusiven Prozess bietet eine bessere Isolierung, da jedes Replikat in einem eigenen Prozess ausgeführt wird. Wenn in einem der Replikate ein Fehler auftritt, wirkt sich dies nicht auf die anderen Replikate aus. Dieses Modell ist nützlich, wenn die gemeinsame Portnutzung durch das Kommunikationsprotokoll nicht unterstützt wird. Es erleichtert die Ressourcenkontrolle auf Replikatebene. Exklusive Prozesse verbrauchen jedoch mehr Betriebssystemressourcen, da für jedes Replikat auf dem Knoten ein Prozess erzeugt wird.

Überlegungen zum Modell mit einem exklusiven Prozess und zum Anwendungsmodell

Die meisten Anwendungen können in Service Fabric modelliert werden, indem Sie einen ServiceType pro ServicePackage angeben.

In bestimmten Fällen erlaubt Service Fabric auch mehrere ServiceTypes pro ServicePackage (und ein CodePackage kann mehrere ServiceTypes registrieren). In den folgenden Szenarien können diese Konfigurationen nützlich sein:

• Sie möchten die Verwendung von Betriebssystemressourcen dadurch optimieren, dass weniger Prozesse mit einer erhöhten Replikatdichte pro Prozess erzeugt werden.
• Replikate aus verschiedenen ServiceTypes müssen einige Daten mit hohen Initialisierungs- oder Arbeitsspeicherkosten gemeinsam nutzen.
• Sie verfügen über ein Angebot kostenloser Dienste, und Sie möchten einen Grenzwert für die Ressourcenverwendung festlegen, indem Sie alle Replikate des Diensts im gleichen Prozess platzieren.

Das Hostingmodell mit einem exklusiven Prozess ist nicht kohärent mit einem Anwendungsmodell, das über mehrere ServiceTypes pro ServicePackage verfügt. Grund hierfür ist, dass mehrere ServiceTypes pro ServicePackage dafür ausgelegt sind, eine höhere gemeinsame Ressourcennutzung von Replikaten zu erreichen. Zudem ermöglichen sie eine höhere Replikatdichte pro Prozess. Das Modell mit einem exklusiven Prozess ist für andere Ergebnisse konzipiert.

Betrachten Sie den Fall mehrerer ServiceTypes pro ServicePackage, wobei jeder ServiceType von einem anderen CodePackage registriert wird. Angenommen, Sie haben ein ServicePackage „MultiTypeServicePackage“ mit zwei CodePackages:

• „MyCodePackageA“ registriert ServiceType „MyServiceTypeA“.
• „MyCodePackageB“ registriert ServiceType „MyServiceTypeB“.

Jetzt erstellen Sie die Anwendung fabric:/SpecialApp. In fabric:/SpecialApp erstellen Sie die folgenden beiden Dienste mit dem Modell mit einem exklusiven Prozess:

• Den Dienst fabric:/SpecialApp/ServiceA vom Typ „MyServiceTypeA“ mit zwei Partitionen (P1 und P2) und drei Replikaten pro Partition.
• Den Dienst fabric:/SpecialApp/ServiceB vom Typ „MyServiceTypeB“ mit zwei Partitionen (P3 und P4) und drei Replikaten pro Partition.

Beide Dienste verfügen auf jedem Knoten über je zwei Replikate. Da Sie das Modell mit einem exklusiven Prozess zum Erstellen der Dienste verwendet haben, aktiviert Service Fabric eine neue Kopie von „MyServicePackage“ für jedes Replikat. Jede Aktivierung von „MultiTypeServicePackage“ startet eine Kopie von „MyCodePackageA“ und „MyCodePackageB“. Allerdings wird das Replikat, für das „MultiTypeServicePackage“ aktiviert wurde, nur entweder von „MyCodePackageA“ oder „MyCodePackageB“ gehostet. Das folgende Diagramm zeigt die Knotenansicht:

In der Aktivierung von „MultiTypeServicePackage“ für das Replikat der Partition P1 des Diensts fabric:/SpecialApp/ServiceA hostet „MyCodePackageA“ das Replikat. „MyCodePackageB“ wird ausgeführt. Gleiches gilt für die Aktivierung von „MultiTypeServicePackage“ für das Replikat der Partition P3 des Diensts fabric:/SpecialApp/ServiceB: „MyCodePackageB“ hostet das Replikat. „MyCodePackageA“ wird ausgeführt. Daher gilt: Je höher die Anzahl von CodePackages (die verschiedene ServiceTypes registrieren) pro ServicePackage ist, desto höher wird die redundante Ressourcenverwendung.

Wenn Sie jedoch die Dienste fabric:/SpecialApp/ServiceA und fabric:/SpecialApp/ServiceB mit dem Modell mit einem gemeinsam genutzten Prozess erstellen, aktiviert Service Fabric nur eine Kopie von „MultiTypeServicePackage“ für die Anwendung fabric:/SpecialApp. „MyCodePackageA“ hostet alle Replikate für den Dienst fabric:/SpecialApp/ServiceA. „MyCodePackageB“ hostet alle Replikate für den Dienst fabric:/SpecialApp/ServiceB. Das folgende Diagramm zeigt die Knotensicht in dieser Einstellung:

Sie könnten einwenden, dass im vorangehenden Beispiel keine redundante CodePackage-Ausführung erfolgt, wenn „MyCodePackageA“ sowohl „MyServiceTypeA“ als auch „MyServiceTypeB“ registriert, aber kein „MyCodePackageB“ existiert. Das ist zwar richtig, aber dieses Anwendungsmodell steht nicht in Einklang mit dem Hostingmodell mit einem exklusive Prozess. Wenn das Ziel darin besteht, jedes Replikat in einem eigenen dedizierten Prozess zu verarbeiten, müssen nicht beide ServiceTypes aus demselben CodePackage registriert werden. Stattdessen platzieren Sie einfach jeden ServiceType in einem eigenen ServicePackage.

Reliable Services und akteurforkende Unterprozesse

Service Fabric unterstützt keine Reliable Services und daher auch keine Reliable akteurforkende Unterprozesse. Ein Beispiel für den Grund der fehlenden Unterstützung ist CodePackageActivationContext, der nicht verwendet werden kann, um einen nicht unterstützten Unterprozess zu registrieren, und Abbruchtoken werden nur an registrierte Prozesse gesendet. Dies führt zu allen möglichen Problemen, z.B. zu Upgradefehlern, wenn Unterprozesse nicht geschlossen werden, nachdem der übergeordnete Prozess ein Abbruchtoken empfangen hat.

Nächste Schritte

Packen und Vorbereiten einer Anwendung für die Bereitstellung

Bereitstellen und Entfernen von Anwendungen Dieser Artikel beschreibt, wie Sie Anwendungsinstanzen mithilfe von PowerShell verwalten.