Staffjoy教学版

微服务和云原生架构教学案例项目，基于Spring Boot和Kubernetes技术栈

课程资料PPT

项目初衷

微服务和云原生架构是目前互联网行业的技术热点，相关资料文档很多，但是缺乏端到端的贴近生产的案例，这就使得很多互联网开发人员(包括架构师)，虽然学习了很多微服务理论，但是在真正落地实施微服务云原生架构的时候，仍然会感到困惑。为此，我利用业余时间，通过改造一个叫Staffjoy的开源项目，开发了这个教学版的案例项目。整个项目采用微服务架构，并且可以一键部署到Kubernetes容器云环境。最近我和极客时间合作，基于这个案例项目开发了一门课程《Spring Boot 与 Kubernetes 微服务实践～全面掌握云原生应用的架构设计与实现》，参考课程大纲。希望通过实际案例项目和课程的学习，让开发人员/架构师不仅能够深入理解微服务和云原生架构原理，同时能够在生产实践中真正地去落地实施微服务和云原生架构。也希望这个项目成为微服务云原生架构的一个参考模版，进一步可以作为类似项目的脚手架。

课程目标

通过具体案例的形式，教大家使用SpringBoot框架，开发一个贴近生产的微服务应用，并一键部署到Kubernetes容器云环境，帮助大家：

掌握如何在实践中设计微服务架构和前后分离架构
掌握如何基于SpringBoot搭建微服务基础框架
掌握SpringBoot测试技术和相关实践
掌握服务容器化和容器云部署相关实践
进一步提升Java/Spring微服务开发技能
理解可运维架构理念和相关实践
理解如何架构和设计一个SaaS多租户应用
理解云时代的DevOps工程实践

项目架构

Account API(账户服务)，提供账户注册、登录认证和账户信息管理等基本功能。
Company API(公司服务)，支持团队(Team)，雇员(Worker)，任务(Job）和班次(Shift)等核心领域概念的管理功能。
Bot API，是一个消息转发服务，它一方面作为队列可以缓冲高峰期的大量通知消息，另一方面作为代理可以屏蔽将来可能的通知方式的变更。
Mail Sender和SMS Sender，都是消息通知服务，分别支持邮件和短信通知方式，它们可以对接各种云服务，比如阿里云邮件或短信服务。
WhoAmI API，支持前端应用获取当前登录用户的详情信息，包括公司和管理员身份，团队信息等，它也可以看作是一个用户会话(Session)信息服务。
App(也称MyCompany)，单页SPA应用，是整个Staffjoy应用的主界面，公司管理员通过它管理公司、雇员、任务和排班等信息。
MyAccount ，单页SPA应用，它主要支持公司雇员管理个人信息，包括邮件和电话等，方便接收排班通知消息。
WWW应用，是一个前端MVC应用，它主要支持产品营销、公司介绍和用户注册登录/登出，这个应用也称为营销站点(Marketing Site)或者登录页(Landing Page)应用。
Faraday(法拉弟)，是一个反向代理(功能类似nginx)，也可以看作是一个网关(功能类似zuul)，它是用户访问Staffjoy微服务应用的流量入口，它既实现对前端应用和后端API的路由访问，也实现登录鉴权和访问控制等安全功能。Faraday代理是Staffjoy微服务架构和前后分离架构的关键，并且它是唯一具有公网IP的服务。

Staffjoy微服务间通讯，包括对外暴露API，全部采用JSON over HTTP标准方式。

上图是经过调用链埋点监控后，在Skywalking Dashboard上实时呈现出来的服务依赖关系图，这个依赖图和总体架构设计保持一致。

项目技术栈

Spring Boot
Spring REST
Spring Data JPA
Spring MVC + Thymeleaf
MySql
ReactJs + Redux
Docker Compose
Kubernetes

Staffjoy教学版所采用的技术栈都是目前行业主流，数量不多，如上面架构图所标示。所有微服务(绿色标注)采用Spring REST开发，有数据访问交互的采用Spring Data JPA，数据库使用MySQL。WWW服务使用Spring MVC+Thymeleaf模版引擎开发。Faraday也是一个SpringBoot应用，内部路由和安全等逻辑基于Servlet Filter实现。两个单页SPA应用(暗红色标注)都是采用ReactJs+Redux框架开发。整个应用支持一键部署到本地Docker Compose环境，也支持一键部署到Kubernetes容器云环境，所以Staffjoy的整体架构是支持云原生的微服务架构。

关于项目的进一步说明

教学版Staffjoy和原版Staffjoy在功能、设计和实现逻辑上基本保持一致，但教学版在原版基础上做了一些改造，以适应教学需要。首先，在开发语言框架上，原版Staffjoy用Golang/Grpc实现微服务，教学版Staffjoy则改造为用国内更主流的Spring(Boot)实现微服务；其次，在架构上，原版Staffjoy因为使用Grpc开发微服务，为了将Rpc服务暴露成HTTP/REST服务，它多一个对应的Grpc API Gateway转换层服务，而教学版Staffjoy因为使用Spring(Boot)开发，直接支持HTTP/REST接口，所以不需要独立转换层服务；第三，原版Staffjoy默认使用SMS短信发送排班通知信息，但在国内开通短信服务需要审批，比较麻烦，所以在教学版Staffjoy中，排班通知默认调整为邮件方式，方便测试和演示。学习理解了Spring(Boot)教学版Staffjoy，很容易理解原版Golang/Grpc开发的Staffjoy，对原版有兴趣的学员可以直接看官方源码。
开发和运行教学版Staffjoy，需要安装一些必要的开发工具(操作系统不限)，包括JDK8，Maven依赖管理工具，Intellij IDEA或者Eclipse STS IDE，MySQL数据库和MySQL Workbench管理工具，Nodejs/npm前端开发框架，Postman API测试工具，以及Docker运行时环境。因为Staffjoy服务较多，如果要在本机跑，建议物理内存不少于16G。
教学版的Staffjoy虽然是一个较完整的SaaS应用，并且架构设计中考虑了很多生产性环节，但是它仍然只是一个教学演示项目，仅供学习参考，如果你要将它进行生产化应用(或者基于它的代码做其它项目的脚手架)，则仍然需要对其进行严格测试和定制扩展。大家在学习或使用教学版Staffjoy过程中，如果发现有bug，或者对项目有完善扩展建议，欢迎提交github issue.

如何运行

配置文件

Staffjoy教学版依赖一些私密配置，例如sentry-dsn和aliyun-access-key等等，这些私密配置不能checkin到github上，所以采用了Spring的一种私密配置机制，私密数据集中配置在config/application.yml中，这个文件在gitignore中，不会被checkin到github。请参考config目录中的application.yml.example文件和格式，在config目录中添加一个appliction.yml文件，其中填写你自己的私密配置。如果你暂时没有这些配置，可以暂时用假数据，直接把application.yml.example，改为application.yml，这样应用可以运行起来。注意，如果aliyun相关配置不配，则无法发送邮件或短信，sentry相关配置不配则无法发送异常数据到sentry，intercom不配则不能对接intercom客服系统，recaptcha暂未用可以不配。

TODO

Staffjoy公司和案例背景

Staffjoy曾经是美国硅谷的一家初创公司，成立于2015年，创始人是Philip I. Thomas，公司曾获得Y Combinator等知名机构的投资。Staffjoy的主要业务是为小企业提供工时排班(Scheduling)软件解决方案，帮助企业提升雇员管理效率，主要面向零售、餐饮等服务行业。因业务发展和招聘等原因，Staffjoy公司最终于2017年关闭，在关闭前，公司把核心产品大部分都开源贡献给了Github社区。Staffjoy V2是公司关闭前研发的最新一款SaaS版企业排班系统，目前在Github上有超过1k星，总体设计和代码质量较高，目前有不少企业在定制使用。Staffjoy V2是一个小规模SaaS应用，采用微服务和前后分离架构，支持Kubernetes/GKE容器云环境一键部署，是学习现代SaaS、微服务和云原生架构的一个模版项目。

Staffjoy应用的功能需求

Staffjoy应用的业务功能相对简单，简单讲就是帮助小企业管理者管理雇员和排班，并以短信或者邮件等方式，将排班信息及时通知到雇员。具体讲，Staffjoy主要支持两类用户角色和用例，一类是公司管理员(admin)，他们可以通过Staffjoy管理公司(company)、员工目录(directory)，团队(team)和雇员(worker)，也可以创建任务(job)，创建和发布班次(shift)信息；另一类是公司雇员，他们可以通过Staffjoy管理电话和邮件等个人信息，便于接收到对应的排班通知。Staffjoy应用主要以共享版SaaS服务形式提供，也支持针对一些大客户的定制私有部署，这就要求Staffjoy应用易于部署和运维，要支持一键部署到GKE等容器云环境。另外，作为一款SaaS服务产品，良好的市场营销(Marketing)和客服是赢得用户的关键，所以Staffjoy需要提供营销友好的(Marketing Friendly)宣传和登录页(Landing Page)，也要支持对接主流的在线客服系统如Intercom。