AO 生態的勝利之匙：Web3 時代的微服務架構

作者：ArweaveOasis，來源：PermaDAO

本文討論了採用微服務架構（或者說 Actor 模型）的優勢，分析了它爲應用开發帶來的一定程度上合乎邏輯的復雜性。

@aoTheComputer 的發布無疑給整個 @ArweaveEco 生態乃至於整個 Web3 行業帶來了一種全新的思考與實踐。這不僅體現在廣大投資者的關注度上，更體現在吸引大量優質开發者开始深度研究之上。

是什么阻礙了 Web3 的大規模採用？

很簡單，因爲值得人們使用的去中心化應用太少了。

基於 Web3 基礎設施、开發工具、軟件工程實踐等方面的現狀，很多類型的去中心化應用當前幾乎是無法實現的。

在基礎設施方面，我認爲 AO 的出現填補了其中一部分重大的空白。但是，目前構建大型去中心化應用的工程的復雜性，仍然是令人望而生畏的。這使得我們無法在資源受限的情況下——在事物發展的初始階段，通常如此——开發出更多樣化的、更大規模、往往也意味着更棒、功能更豐富的去中心化應用。

不要相信那些類似“智能合約/鏈上程序應該就是很簡單的，沒有必要搞得太復雜”之類倒果爲因的鬼話！

現實問題並不是“不想”，而是“不能”——臣妾做不到啊。

AO 是運行在 Arweave 上的計算機系統，旨在實現可驗證的無限計算能力。它是 Actor Oriented（面向參與者）的簡稱。顧名思義，這說明運行在 AO 上的去中心化應用需要採用 Actor 模型爲基礎的設計和編程方法。

事實上，AO 並不是最早將 Actor 模型用於區塊鏈（或者說“去中心化基礎設施”）的。比如，TON 的智能合約就是使用 Actor 模型構建的。說到 TON，我個人覺得它和 AO 在某些方面頗有相似之處。

對於尚未深入了解 Web3 的 Web2 开發者來說，想要迅速理解 AO 或 TON 相對其他“單體區塊鏈”的最大特色，一個方便的抓手是：把運行在它們之上的智能合約（鏈上程序）看作是“微服務”。而 AO 或 TON 是支持這些微服務運行的基礎設施，比如 Kafka、Kubernetes 等。

作爲一個 20 多年來主要專注於應用开發的一名資深 CRUD boy， 我個人非常樂見 AO、TON 這樣的非單體區塊鏈的出現，並對它們的發展充滿期待。下面我想從一個應用开發者的視角，談談我對 AO 的看法，可能很多觀點還不太成熟。也許部分應用开發者會心有戚戚焉，那就足矣。

將 Actor 模型應用於區塊鏈，真的有必要嗎？

答案是肯定的。看看已經取得“大規模採用”的 Web2 應用，你就會明白。

太多的架構師已經知道如何將 Web2 應用“搞大”：微服務架構（MSA）、事件驅動的架構（EDA）、消息通信機制、最終一致性模型、分片……這些東西，不管叫什么，總是與 Actor 模型共生共存的。其中的一些概念，甚至可以說只是一個事物的不同方面而已。所以在下面的行文中，我們不對“微服務”和 Actor 做區分，你可以認爲它們就是同義詞。

今日互聯網的繁榮，離不开這些架構師的智慧。他們不斷地探索、實踐、總結，最終形成了一套完整的工程實踐體系。

作爲 Web3 基礎設施，AO 做的很棒。至少，AO 作爲（我眼中的）當前 Web3 領域的最佳去中心化消息代理，已經展現出巨大的潛力。我相信傳統 Web2 應用的开發者由此可以馬上理解其中的重大意義：倘若沒有 Kafka 或者類 Kafka 的消息代理可用，你能想象現在很多大型的互聯網應用“程序要怎么寫”嗎？

雖然 Actor 模型在很多方面具有理論上的優勢，但是不管是 Actor 模型也好，微服務架構也好，在我看來，更多是开發者爲了开發某些應用（特別是大型應用）所不得不承受之“痛”。

讓我們用一個簡單的例子來向非技術讀者說明這一點。假設世界上所有銀行都基於一個“世界計算機”來开展業務，而這個世界計算機是一個單體架構的系統。那么，當工商銀行的客戶“張三”向在招商銀行开設账戶的“李四”匯款 100 元的時候，开發者可以這樣編寫轉账程序的代碼：

1. 开始一個事務（或者說“交易”，它們在英文中是同一個詞）；

2. 在張三的账戶上扣減 100 元；

3. 在李四的账戶上增加 100 元；

4. 提交事務。

以上步驟不管哪一步出現問題，比如說第三步，在李四的账戶上增加金額，因爲某種原因失敗了，那么整個操作都會被回滾，就像什么都沒有發生過一樣。對了，程序這樣寫，我們稱之爲採用“強一致性”模型。

倘若這個世界計算機是個採用微服務架構（MSA）的系統呢？

那么，管理工商銀行账戶的那個微服務（或者說 Actor）與管理招商銀行账戶的那個微服務，幾乎不太可能是同一個。我們先假設它們確實不是同一個，前者我們稱爲 Actor ICBC，後者我們稱爲 Actor CMB。此時，开發者可能需要這樣編寫轉账的代碼：

1. Actor ICBC 先記錄好以下信息：“張三向李四轉账 100 元”；Actor ICBC 在張三的账戶上扣減 100 元，並向 Actor CMB 發送一條消息：“張三向李四轉账100 元”；

2. Actor CMB 收到消息，在李四的账戶上增加 100 元，然後向 Actor ICBC 發送一條消息“李四已收到張三匯入的 100 元”；

3. Actor ICBC 收到消息，記錄好：“張三向李四轉账 100 元，已成功”。

上面只是“一切都好”的過程。但是，如果某個步驟，比如說第二個步驟，“在李四的账戶上增加 100 元”，出現了問題，怎么辦？

开發者需要針對這個可能發生的問題，編寫這樣的處理邏輯：

• Actor CMB 向 Actor ICBC 發送一條消息：“張三向李四轉账 100 元，處理失敗”。

• Actor ICBC 收到消息，在張三的账戶上增加 100 元，並記錄：“張三向李四轉账 100 元，已失敗”。

程序這樣寫，我們稱之爲採用最終一致性模型。

以上，非技術讀者應該能直觀感受到开發單體架構的應用與开發 MSA 應用之間在工作量上的巨大差異了吧？要知道，上面所說的轉账示例只是一個非常簡單的應用而已，如果我們把它稱之爲應用，而不是功能的話。大型應用裏面的功能往往比這樣的例子要復雜的太多。

這個微服務應該多大？

換句話說，"這個微服務是不是太大了，應該一分爲二？”

很不幸，這個問題沒有標准答案，它是一門藝術。微服務越小，就越容易通過創建新實例並按需移動它們來優化系統。但是，微服務越小，开發人員就越難實施復雜的流程，正如上面展示的那樣。

對了，將一個應用拆分爲多個微服務，從數據庫設計角度看，即所謂的“分片（Sharding）”。微服務架構的最佳實踐之一，就是每個微服務僅使用一個屬於自己的本地數據庫。簡單來說，分片允許水平擴展。當數據集變得太大，無法通過傳統方式處理時，除了將它們拆分成更小的片段以外，別無他法（來進行擴展）。

回到微服務的拆分問題。爲了更好的踐行這門藝術，我們需要掌握一些思維工具的使用。DDD（領域驅動設計）的 “聚合（Aggregate）”就是這樣一件你必須擁有的“大殺器”。我的意思是，它能幫助你摧毀軟件設計中的“核心復雜性”。

我認爲聚合是 DDD 在战術層面最爲重要的一個概念。

什么是聚合？聚合在對象之間，特別是實體與實體之間劃出邊界。一個聚合一定包含且僅包含一個聚合根實體，以及可能包含不定數量的聚合內部實體（或者叫非聚合根實體）。

我們可以使用聚合這一概念對應用所服務的領域進行分析和建模；然後在編碼的時候，就可以按照聚合來切分微服務。最簡單的做法，就是將每個聚合實現爲一個微服務。

不過，即使你的手藝再嫺熟，這種事情你也不能保證第一次就做對。這個時候，一件讓你可以盡快對建模結果進行驗證、不行就推倒重來的工具，對你來說就彌足珍貴了。

還有什么東西可能構成大型 Web2 應用遷移到 AO 生態的障礙？

我想談談語言和程序運行時的問題。

AO 是一個數據協議。你可以認爲它是一套定義 AO 網絡中的各個“單元”如何實現協作的接口規範。目前，AO 的官方實現包含了一個基於 WASM 的虛擬機環境，以及一個編譯爲 WASM 的 Lua 運行時環境（ao-lib），旨在簡化 AO 進程的开發。

Lua 是一種小而美的語言。一般認爲，Lua 的優勢在於它的輕量級和易於嵌入其他語言，這使得它在特定場景（比如遊戲开發）中特別有用。但是，對於开發大型互聯網應用來說，Lua 語言並不是主流的選擇。大型的互聯網應用开發通常傾向於使用如 Java、C#、PHP、Python、JavaScript、Ruby 等語言，因爲這些語言提供了更全面的生態系統和工具鏈，以及更廣泛的社區支持。

有人可能要爭論，這些語言都可以編譯成 WASM 字節碼，在 WASM 虛擬機裏運行。但是事實上，雖然 WASM 在 Web 前端开發領域的表現很強勢，但目前互聯網應用採用 WASM 作爲後端的運行環境並不是一個主流選擇。注意，智能合約（鏈上程序）是 Web3 時代的“新後端”。

總結

綜上，我們已經討論了採用微服務架構（或者說 Actor 模型）的優勢，以及它爲應用开發帶來的復雜性。有些復雜性是不可避免的。比如，即使在工程化更成熟的 Web2 環境中，基於消息通信來實現“最終一致性”對於許多开發者而言已經是不小的挑战。在新生的 AO 平台上开發 Dapp，這個挑战似乎還要更加明顯——當然這是完全可以理解的。 以下鏈接文章的开篇就展示了一個例子。

https://github.com/dddappp/A-AO-Demo?tab=readme-ov-file#an-ao-dapp-development-demo-with-a-low-code-approach

我們都知道，公鏈之爭，其實是爭奪應用开發者的战爭。那么，在這種情況下 AO 要如何贏得开發者？

我認爲需要繼續向已經獲得“大規模採用”的 Web2 學習。這不僅包括學習其基礎設施，還包括开發方法論、开發工具和軟件工程實踐等各個方面。在下一篇文章中，我會爲大家展示我堅信的一種解決方案：低代碼开發。

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