使用Prometheus监控Cache集群

Executive Summary

生产级别的Cache集群往往由多个Cache实例组成，而Cache自带的管理界面不能满足对整个集群的监控，因此在实际使用中，往往需要投入人力对实例进行性能巡检。即便如此，这种巡检模式实时性低、告警的漏报错报率高、对既往数据追溯能力差。针对Cache/IRIS集群管理的这一缺憾，本文提出以Prometheus监控Cache集群的方案，最终实现了对集群全实例监控指标的自动化采集，以及准实时监控数据展示和告警提示。

背景

Cache起源于没有SQL的1970时代，当时各种高级计算机语言才刚刚诞生，其中M语言较为独特，它的诞生就是为了在没有操作系统的机器上，进行数据存储。别忘了，Unix在1971年才发布。M语言别具一格地采用了Global多维数组，统一了复杂的内存操作和文件读写，使之成为了1970年代数据库的事实标准，特别是在医疗行业。而后Intersystems在1978年接过M语言的旗帜，在M语言上添加了SQL兼容层和ObjectScript层，前者顺应了时代的潮流，后者不仅为M语言提供了强大的OOP和各种便捷的语法糖，还让数据能以对象形式进行访问，让数据和代码更加紧密。

本文将简述多维数组、SQL、对象这3种数据操作方式，提供实例代码片段，并在运行效率、开发效率、管理效率、实用性方面讨论它们的优缺点。
为方便讨论，以学校与学生为例。对每种操作方法，都列举3种典型的用例，分别为，访问某特定ID的学生（即数据库ID索引）、访问某特定studentID的学生（即遍历唯一索引）、和访问某学校的所有人（即遍历非唯一索引）。

现假设学生表/对象定义如下：

IRIS的23种设计模式

第一章 Caché 设计模式 简单工厂模式

定义

• 简单工厂模式属于创建型模式，又可称为静态工厂模式，这是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例

使用场景

• 工厂类负责创建的对象比较少
• 客户只需知道传入工厂类的参数，而无须关心创建对象的逻辑

优点

• 使用户根据参数获得对一个的类实例，避免了直接实例化类型，降低了耦合性
• 能把客户类和具体子类的实现解耦，客户类不再需要知道有哪些子类以及应当实例化哪个子类：客户类往往有多个，如果不使用简单工厂，那么所有的客户类都要知道所有子类的细节。而且一旦子类发生改变，所有的客户类都要进行修改

缺点

• 可实例化的类型在编译期间已经被确定。
• 如果增加新类型，则需要修改工厂，这违背了开放封闭原则
• 子类多过不适合使用

示例

• 用Caché 实现一个计算器控制台程序，要求输入两个数和运算符号。

cache数据库自身带有系统监控Portal界面，但需要运维人员定期主动查看才能获取监控信息。当系统故障发生时，容易出现由于没有及时获取故障信息而不能及时处理，从而导致造成的影响扩大。

IRISHealth以其完备且系统化的安全特性在医疗行业的数据库中独树一帜，这些特性包括安全认证、安全授权、安全审计、数据加密以及安全配置。其中数据传输无疑是其中最重要的一环。为此，IRISHealth采用了SSL/TLS技术来对传输的数据进行加密，有效保障了从IRIS数据平台的超级服务数据传输、Telnet服务数据传输、java/.net/Studio客户端的访问数据传输、MIRROR与DB的数据传输，到DBServer和ECPApp之间的数据传输的安全性。

本文是在两个IRISHealth2021实例之间进行ECP服务通信的示例，一个作为DBServer，一个作为ECPApp，两个实例之间通过使用SSL/TLS的ECP协议进行TCP的加密传输通信。

1.IRIS的DB和ECP环境：

日常工作中，JSON使用越来越多，很多其他的语言里面有成熟的JSON API,但cache 我一直没找到。而同事们使用的基本都是自己写的一些JSON工具。这些小工具，多多少少有些局限。使用ensemble2016后，发现了 Ens.Util.JSON类，他可以处理JSON。翻阅代码后，实际上主要API是 %ZEN.Auxiliary.abstractController。在使用中，我们遇到一个问题，那就是有些JSON的节点名是带有下划线的，这个不太好处理。一般来说，我们把对象转为xml的时候，对象的属性我们是去掉下划线的，带下划线的名字是用 XMLNAME来设置的，于是考虑JSON里面也使用它（如果配置了）作为对象转JSON的时候，JSON的名字。

iris 是数据平台，更是一种数据库。对于熟悉SQL语句的人来说，会认为“既然是数据库，数据应该就能使用sql语句来查询”。这是对的，但是因为有global这个概念，保存的数据可能在global里面，而没有对应的表，也可能保存在类的参数定义里面。这些数据，不能使用sql直接查询。要查询iris数据库的数据，通常有几种方式：1.直接查询表的数据。2.查询视图。3.调用存储过程(call 命令)。其中要查询“只存于global里面或者类参数里定义的数据”，只有使用存储过程。但是存储过程有个问题，就是程序如果迁移到低版本的cache数据库后，数据类型的定义会有问题，且不再支持使用select的方式，只能使用call。这对于第三方熟悉sql的人员来说很不友好。因此结合global和表的关系，介绍一种我称为“进程表”的表。进程表，指数据只存于该进程中，global的样式为"^||global名“。通常按照默认存储新加一个持久类(对应会生成一个表)，然后手动的把global改成进程global，也就是加上”||“。然后写个方法，把需要查询出来的数据写入进程global。这样就能查询出来 了。调用形式为 SELECT * FROM People WHERE People_GLB()=1。

示例如下：

ObjectScript是一种面向对象的编程语言，它是InterSystems公司的Caché和Ensemble数据库的核心语言之一。ObjectScript语言的语法类似于MUMPS语言，它支持面向对象编程、过程式编程、函数式编程等多种编程范式。ObjectScript语言主要用于开发Caché和Ensemble数据库应用程序，它可以访问数据库中的数据、调用数据库中的存储过程、触发器和事件，还可以与其他编程语言进行交互。

各大技术社区常年充斥着关于字符集支持、乱码的问题。Cache’/Ensemble/HealthConnect/IRIS的用户也经常遇到这类问题。为何文字乱码在信息化发展这么久后还会困扰我们？因为字符集、多语言实在有点复杂。

我计划写三篇：第一篇花点时间回顾一下多语言字符集的简史，第二篇介绍一下各种技术对于字符集和字符编码的使用声明，最后一篇会介绍常见的ISC技术和工具的乱码、尤其是中文乱码的现象和解决办法。

国务院于2022年12月19日发布了《中共中央 国务院关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》（后简称《数据二十条》），如何有效利用数据已经成为下一步的趋势。另一方面，无论是基于数据中台还是数据编织理念，两者也都对如何利用数据提出了构想。因此医疗行业数字化建设的目标已不能再局限于如何收集数据，建立医疗行业数据的流通机制将会是为越来越普遍的需求。

时钟拨回几年前，数据中台概念开始火爆。人们对数据中台的定义、诠释尽管有诸多差异，通过数据中台降低数据共享和利用的成本则是共同的期望。但经过这几年的探索之后，中台已死的观点也在涌现。究其原因，除去中台概念在技术上的不确定，数据流通过程中的责权益的不清晰也是严重的制约因素。毕竟，数据中台自身作为一套技术框架并不能代替法律法规与市场自动将数据转变为商品从而创造出流通价值。

那么，如何能够使数据的流通合规合法，使数据能够如货币和商品一般自由流动，则是我们需要思考和探索的主题，这次《数据二十条》的出现，无疑为医疗信息技术工作者提供了一个明确的思考方向。

第四十五章 配置第三方软件以与 InterSystems 产品结合使用

产品通常在与非 工具一起运行的环境中运行，我们的产品与此类工具之间的交互可能会产生有害影响。 关于最佳、可靠部署配置的指导假定我们的产品可以在不受第三方工具干扰的情况下进行部署。例如， 发现用于安全、系统监控或病毒扫描的软件可能会影响我们产品的安装、性能和功能。对于直接与属于 产品的一部分或被 产品使用的文件进行交互的工具（例如病毒扫描程序）尤其如此。

了解客户面临的业务、合规性和其他要求会影响有关在给定环境中运行哪些软件以及如何配置此类软件的决策。一般来说， 建议我们产品的服务器端安装通过物理安全和隔离来保护。这种保护应该减少对其他工具的需求，或者至少减少它们运行的频率。

病毒扫描仪观察：

1. 为了交付经过病毒检查的软件， 产品在经过消毒的环境中交付给我们的客户，并通过提供校验和进行验证。
2. 性能影响。

［对策］ 出于扫描目的，排除以下文件和目录：

HL7（Health Level 7）是一套技术规范，用于医院信息系统（HIS）之间临床、财务和管理数据的计算机互交换。这些规范被不同程度地被纳入美国（ANSI）和国际（ISO）正式标准的语料库中。

HL7的L7表示它是在OSI模型的第7层，换句话说，在应用层运行的标准。这意味着HL7不需要考虑交换的安全性，也不需要考虑信息传输的安全性（这一点由较低层次的层来保证，例如用于安全的SSL/TLS或用于数据传输的TCP）。更准确地说，第7层支持终端用户进程和应用的通信，以及面向用户的软件应用的数据展示。作为OSI模型的最高层，也是最接近最终用户的层，第7层提供特定的应用功能，如识别通信伙伴和它们之间的服务质量，确定资源可用性，考虑隐私和用户认证，以及同步通信，并将应用与OSI模型的较低层连接起来。

回到HL7标准，HL7第二版标准（也称为Pipehat）最初创建于1989年，但目前仍在使用并定期更新，形成了2.1、2.2、2.3、2.3.1、2.4、2.5、2.5.1、2.6、2.7、2.7.1、2.8、2.8.1、2.8.2和2.9版本。v2.x标准是向后兼容的（例如，基于2.3版本的信息将被支持2.6版本的应用程序所理解），在更高的版本中，你会看到一些字段是专门为它而留的。

第五章 SQL定义表

表名称和架构名称

可以通过定义表（使用CREATE TABLE）或通过定义投影到表的持久类来创建表：

• DDL：InterSystemsIRIS®数据平台使用CREATE TABLE中指定的表名来生成相应的持久类名，并使用指定的架构名来生成相应的包名。
• 类定义：InterSystemsIRIS®数据平台使用持久类名称来生成对应的表名，并使用包名称来生成对应的模式名。

由于以下原因，这两个名字之间的对应关系可能不相同:

++ 更新：2018 年 8 月 1 日

使用内置于 Caché 数据库镜像的 InterSystems 虚拟 IP (VIP) 地址有一定的局限性。特别是，它只能在镜像成员驻留在同一网络子网时使用。当使用多个数据中心时，由于增加了网络复杂性（ 此处有更详细的讨论），网络子网通常不会“延伸”到物理数据中心之外。出于类似的原因，当数据库托管在云端时，虚拟 IP 通常无法使用。

负载均衡器（物理或虚拟）等网络流量管理设备可用于实现相同级别的透明度，为客户端应用程序或设备提供单一地址。网络流量管理器自动将客户端重定向到当前镜像主服务器的真实 IP 地址。自动化旨在满足灾难后 HA 故障转移和 DR 升级的需求。