應用向國產架構體系化遷移的三大難點及解決方案
李航：國家信創戰略背景下，信創產業從黨政、金融等領域高速擴展到電信、制造、教育等更廣闊的市場。
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信創工作要解決應用向國產架構體系化遷移的三大難點，保障全面落地
伴隨近年來信創實踐的加速落地，以及信創需求的持續釋放，信創產業正在逐漸形成“應用-反饋-迭代調優-再應用”的正向循環。從應用落地解析，可以發現，信創工作的重中之重，是從原有架構平滑地全面遷移到信創架構，并滿足業務性能以及不斷增長的需要，通過應用治理能力，無侵入式保障業務應用可靠運行。
在這個過程中，信創工作遇到的眾多問題與挑戰，可以歸納為應用向國產架構體系化遷移的三大難點。
難點一：應用是否能平滑遷移
比如，信創生態中存在多種多樣的國產化環境，涉及不同架構的芯片，各個廠商的操作系統、數據庫、中間件等。如何挑選最優的組合，以利于盡早確定信創技術棧，保證在原有原有架構上運行的眾多業務應用，能夠順利遷移到信創架構，并在信創環境中平穩運行？
比如，怎樣通過遷移工具降低遷移風險，保障按照替換時間表，在任務緊迫的壓力下，快速有效地完成從硬件到軟件層面的全棧替換，實現業務系統遷移后的良好運行，同時提升信創驗收的順暢度？
難點二：能否滿足業務高并發性能的需要
比如，怎樣進行支撐業務需求變化的各種邏輯處理，保障遷移到信創環境的應用能夠滿足高并發請求，以及后續業務連續增長對性能的要求，實現良好運行？
比如，大型企業的業務應用眾多且存在交叉關聯，那些原本支持幾十萬人同時在線處理的應用，遷移到信創環境后，是否還能支持到這種量級？
難點三：應用黑盒，是否能夠進行有效治理
比如，業務系統治理需要用戶全面掌控系統使用情況。那么，如何為治理需要而破解應用黑盒，利于企業直接對應用進行數據分析，細粒度的掌握系統運行情況，實現無侵入式的應用快速治理，確保業務應用可靠運行？
在護航不同客戶信創落地的眾多實踐中，我們結合多項經驗與客戶行業實際，整理了體系化的應用遷移方案，幫助客戶突破應用向國產架構體系化遷移的三大難點，助力企業快速完成信創實踐。 
實踐中的具體內容，包括但不限于：
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怎么規劃全棧體系與后續系統，制定遷移方案，實現數據梳理、硬件替換，達成平滑遷移；
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在系統改造上要做哪些設計，針對哪些方面進行重點測試，保障滿足業務高并發性能的需要；
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哪些方面可能以前沒考慮到，還要去聯調、考察，突破應用黑盒實現應用治理，保證項目順利實施；
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系統切換是直接由以前的體系切到信創體系，還是要保持雙軌運行，通過灰度發布的方式從外圍到核心慢慢地將流量切過來，護航平滑遷移與業務運行；
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通過應用遷移、自動化測試等系列保障工具，進行全生命周期管理、監控運維，幫助客戶更好地從需求到設計、上線、運行，乃至更新迭代，結合客戶實際情況解決三大難點，保障信創遷移，支持信創發展。
02提供基于應用服務器PAS的體系化應用遷移方案，助力企業平滑遷移
普元應用服務器PAS是進入央采名單、金融行業等目錄的重點產品，是覆蓋信創關鍵領域提供的全棧式信創中間件產品之一?；趹梅掌鱌AS的體系化應用遷移方案，通過以下幾大方面的價值實現，助力企業快速完成信創實踐。
滿足全生態與云原生適配，實現無縫遷移
政府和企業之前的應用服務器，上面已經有了用了十幾二十年的眾多業務應用，每年會花大價錢，以及大量的人力物力去操作、部署與使用。這決定了信創遷移時，需要考量良好兼容與快速遷移。
普元應用服務器PAS擁有全生態適配的能力，能夠與芯片、服務器、操作系統、數據庫等主流廠商的產品全棧兼容，同時PAS提供的云原生適配能力，支持基于容器云、各種私有云或公有云的云原生環境，進行無縫對接和適配支撐。而且在系統集成過程中，普元應用服務器中間件作為承上啟下的中間層，能夠提供全方位的監控能力，快速識別不同生態間的耗時，甄別最優生態。
依托全面的適配與替換能力，普元應用服務器PAS在政府、金融等多領域的實踐中，幫助客戶無縫替換不符合信創要求的應用服務器，選擇生態中的最優組合，并在極少量代碼變更的前提下快速完成遷移工作。例如，某地級市信創應用遷移，涉及市、區數十個委辦局業務，以及政務外網的邏輯隔離、政務內網的物理隔離環境，我們在項目實施中，通過短時間的基礎驗證和數據遷移后，已將原環境運行的50多個應用系統全部遷移到普元應用服務器產品上并投入生產運行。
支持微服務架構應用遷移改造
各行業中，金融行業數字化水平較高，數字化轉型與信創實踐均起步較早，使用的是比較新的應用架構，比如微服務架構，需要通過分布式技術進行應用開發等。因此，金融信創遷移實踐中，需要基礎軟件匹配新技術變革帶來的架構沖擊，來進行遷移改造。與時俱進的普元應用服務器PAS，支持標準JakartaEE應用架構，也支持SpringBoot微服務架構、云端容器架構使用，能夠支撐不同架構開發的應用或業務運行。
以微服務框架下的SpringBoot體系為例，微服務應用需要容器來支撐對外提供服務，但是SpringBoot內置的默認容器并不符合信創要求，需要把它替換成國產化的容器，進行遷移改造，實現項目驗收達標與體系自主可控等。
應對這種情況，我們會給客戶提供兩種解決方案。一種是使用普應用服務器嵌入式版本，替換微服務Jar包中不符合信創要求的容器，另一種是將SpringBoot微服務應用通過技術方式導出WAR包，部署到普元應用服務器企業版，支撐運行。使用普元應用服務器嵌入式版本，是更便捷的遷移改造方式，在行業信創中經常被推薦使用。
創建開發平臺建設應用的最佳遷移路徑
普元應用開發平臺EOS和業務流程平臺BPS等明星產品，在市場上占有率很高。多個行業的頭部客戶，都使用了普元EOS開發業務應用，使用普元BPS實現了定制化的業務流程。針對這些客戶，采用普元應用服務器PAS是創建開發平臺建設應用的最佳遷移路徑。
主要的優勢在于以下三點。
（1）產品深度優化：普元EOS/BPS信創版與普元應用服務器，做了深度的產品適配與優化；（2）系統平穩運行：基于EOS/BPS開發的業務應用可平穩運行在普元應用服務器之上，且有大量成功案例；（3）應用無縫遷移：在非信創環境上運行的應用，可以平滑遷移到普元應用服務器提供的信創環境上來運行。
提供多種遷移工具助力信創應用快速遷移
普元應用服務器PAS攜帶多種應用遷移工具，包括源碼兼容檢查工具，資源沖突查找工具，配置快速遷移工具等，通過對應用系統源碼，以及配置、依賴資源進行檢查，讀取原先環境中間件配置，助力應用信創遷移。
源碼兼容檢查工具：提供基于業務系統源碼及配置文件的兼容驗證工具，查找非信創中間件特有實現、接口及配置，方便用戶修改遷移。
資源沖突查找工具：針對應用依賴的資源進行沖突檢測，生成多種格式報告，排查沖突問題，減少業務部署、運行錯誤。
配置快速遷移工具：讀取原先環境的開源或商業應用中間件配置，將JVM、數據源、連接池等配置同步，加速應用遷移上線。
03應用服務器PAS保障業務性能，助力企業滿足業務高并發需求
普元應用服務器PAS，一方面深入挖掘中間件產品性能，進行了大量性能優化工作，包括線程池調用優化、改進的支持分布式 Session 持久化、使用非阻塞IO、jsp 編譯器優化等；另一方面也在積極適配國產生態，和國產硬件、軟件廠商一起深入挖掘，增強業務系統性能。
性能明顯優于開源、商業應用服務器產品
普元應用服務器PAS通過線程池調用優化、主機系統管理優化、jsp 編譯器優化、提升資源查找效率等性能優化工作，實現了多個使用場景下，相比國外開源或商業應用產品性能提升10%~40%。
針對信創生態提供深入的性能優化與調優
我們技術平臺與中間件產品專門針對國產信創環境進行了深度性能優化。在與華為鯤鵬實驗室的深度合作中，普元應用服務器PAS性能針對鯤鵬體系進行的深度性能優化，實現了性能較主流方案提升25%以上。同時，我們全棧式信創中間件產品可以根據客戶選擇的其它信創環境，針對大并發的場景，進行有針對性的優化提升。
高效I/O確保復雜網絡環境下性能和穩定性
普元應用服務器PAS通過非阻塞的使用IO（NIO），提供了與標準IO不同的IO工作方式，由以往阻塞讀寫（占用線程）變成了單線程輪詢事件。通過線程的節約，普元應用服務器能夠避免連接數大的時候因為線程切換帶來的問題，進而提供了處理海量連接的能力，確保在復雜網絡環境下，性能是可靠穩定的。
針對當下的多核處理器芯片，更是可以通過普元應用服務器提供的非阻塞NIO模式，充分利用多核心進行I/O運算，按照CPU數量?核數處理，深度挖掘算力，確保海量鏈接情況下的性能達標。
高性能分布式架構滿足業務高可靠要求
通過集群機制保持平臺高可靠性的前提下，為了改善高并發請求環境中 Session 持久化造成的性能瓶頸，同時避免大集群情況下 Session 同步帶來的網絡風暴風險，普元應用服務器PAS引入了“分布式 Session 存儲”的技術，使用Redis/Memcached持久化 Session 數據，大大提高了應用服務器在高并發、大集群情形下的性能表現。
04信創應用治理解決方案助力企業破解應用黑盒，實現有效治理
基于應用服務器PAS的體系化應用遷移方案，還加強了應用治理解決方案的部分，通過以下幾個方面助力企業破解應用黑盒，實現有效治理。
提供應用治理能力，破解應用黑盒問題
應用治理能夠跟蹤服務之間的調用流并提供清晰的視圖來定位問題區域和潛在瓶頸，通過可視化的服務之間的相互聯系來理解系統拓撲，提供整個中間件平臺的應用行為監控，并且提供全景式的服務調用鏈路追溯能力，破解應用黑盒。
支持業務請求全鏈路分析，快速定位性能瓶頸點
在詳細分析業務請求鏈路的基礎上，實現全棧跟蹤，從整體維度到局部維度跟蹤各項指標，可度量應用系統整體和局部性能，并且可以快速定位故障產生的源頭，生產上可極大縮短故障排除時間。同時針對信創環境中使用的國產數據庫，也能進行監控，分析不同業務下數據庫操作的成功率、效率、請求耗時等，支持應用全方位的有效治理。
完善便捷的監控工具，應用運行健康狀況一目了然
我們針對傳統應用治理難題，推出了自己的性能監控工具APM，能夠無侵入性、細粒度對整個應用環境進行監控，從各個維度進行服務器監控、應用服務統計、性能刨析。比如，展示每個服務實例的吞吐量，每個服務實例的請求成功率等指標；展示當前實例的吞吐量、JVM各狀態線程數、JVM內存占用大小等指標；展示當前應用端點的最慢請求時間、請求成功率、每分鐘請求數等指標；展示當前端點每個時間段的請求數據、請求行響應時間、請求成功率等指標；單獨端點進行采樣分析，并可查看堆棧信息進行性能剖析等。
應用服務器快照能力，協助業務問題快速復原與定位
普元應用服務器提供快照能力，可以導出整個服務器數據、配置以及運行時的JVM信息，協助用戶進行問題分析定位。
05應用服務器PAS廣泛應用于金融、政府、電信等各行業，樹立典型案例
普元應用服務器PAS已廣泛應用于金融、政府、電信、教育等各行業，基于不同客戶的應用場景，幫助客戶進行快速的應用部署與遷移，實現信創實踐的平穩落地。
某省農信：普元應用服務器支撐“移動辦公系統” 的升級遷移
基于普元流程BPS+應用服務器支撐整個省的移動辦公流程的運行，實現高性能支撐；整體采用微服務框架、前后端分離模式開發，系統支持主機及容器云部署方式；從底層技術平臺，到上層軟件應用的全棧式解決方案，滿足人民銀行金融信創生態實驗室驗收要求，以及客戶方的業務性能與安全性等需求。
某直轄市大數據中心：支撐100+業務可靠運行
某直轄市大數據中心為當地市政府區委提供標準的信創環境，采用普元應用服務器將業務部署在云環境中，支撐全市區委OA業務、辦公應用運行。全棧信創環境，由普元應用服務器、arm架構的CPU、麒麟操作系統、達夢數據庫等實現。目前，普元應用服務器實現遷移上線后，已經支撐100多個業務的可靠運行。
關于作者：李航，普元信創軍團資深顧問，13年從業經驗，一直從事普元中間件產品線的研發工作，曾擔任DevOps產品、微服務產品、應用服務器中間件產品項目經理，目前主要負責信創中間件領域的產品實施，研發工作。
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