什么是微服务?
微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案,微服务架构特征:
1.单一职责:微服务拆分粒度更小,每一个服务都对应唯一的业务能力,做到单一职责,避免重复业发。
2.面向服务:微服务对外暴露业务接口
3.自治:团队独立、技术独立、数据独立、部署独立
4.隔离性强:服务调用做好隔离、容错、降级,避免出现级联问题
微服务技术栈
微服务技术对比
微服务结构
SpringCloud
认识SpringCloud
SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。
官网地址:https://spring.io/projects/spring-cloud
SprinqCoud集成了各种微服务功能组件,并基于SpringBoot实现了这些组件的自动装配,从而提供了良好的开箱即用体验:
SpringCloud与SpringBoot的版本兼容关系如下:
服务拆分及远程调用
服务拆分注意事项
1.不同微服务,不要重复开发相同业务
2.微服务数据独立,不要访问其它微服务的数据库
3.微服务可以将自己的业务暴露为接口,供其它微服务调用
微服务远程调用
1.注册RestTemplate
在order-service的OrderApplication中注册RestTemplate
@MapperScan("cn.itcast.order.mapper")@SpringBootApplicationpublic class OrderApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);}@Beanpublic RestTemplate restTemplate(){return new RestTemplate();}}
2.服务远程调用RestTemplate
修改order-service中的OrderService的queryOrderByld方法:
@RestController@RequestMapping("order")public class OrderController { @Autowired private OrderService orderService; @Autowired private RestTemplate restTemplate;@GetMapping("{orderId}")public Order queryOrderByUserId(@PathVariable("orderId") Long orderId) {// 1.根据id查询订单Order order = orderService.queryOrderById(orderId);//2.调用RestTemplate发送请求调用UserService的接口去查询用户//拼写接口访问路径String url = "https://localhost:8081/user/" + order.getUserId();//post 发送的是post请求//restTemplate.postForObject()//get 发生的是get请求//restTemplate.getForObject()//发送http请求返回的是json格式的数据,第二个参数是json反序列化成什么对象User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);//封装数据order.setUser(user);return order;}}
Eureka注册中心
提供者与消费者
服务提供者:一次业务中,被其它微服务调用的服务。(提供接口给其它微服务)
服务消费者:一次业务中,调用其它微服务的服务。(调用其它微服务提供的接口)
提供者与消费者角色其实是相对的
一个服务可以同时是服务提供者和服务消费者
Eureka的作用
消费者该如何获取服务提供者具体信息” />
2.引入SpringCloud为eureka提供的starter依赖:
org.springframework.cloudspring-cloud-starter-netflix-eureka-server
3.创建启动类
@SpringBootApplication@EnableEurekaServerpublic class EurekaApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);}}
4..编写配置文件
编写一个application.yml文件,内容如下:
server:port: 10086spring:application:name: eureka-servereureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
5.启动服务
启动微服务,然后在浏览器访问:http://127.0.0.1:10086
看到下面结果应该是成功了:
服务注册
下面,我们将user-service注册到eureka-server中去。
引入依赖
在user-service的pom文件中,引入下面的eureka-client依赖:
org.springframework.cloudspring-cloud-starter-netflix-eureka-client
配置文件
在user-service中,修改application.yml文件,添加服务名称、eureka地址:
spring:application:name: userserviceeureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
启动多个user-service实例
为了演示一个服务有多个实例的场景,我们添加一个SpringBoot的启动配置,再启动一个user-service。
首先,复制原来的user-service启动配置:
然后,在弹出的窗口中,填写信息:
现在,SpringBoot窗口会出现两个user-service启动配置:
不过,第一个是8081端口,第二个是8082端口。
启动两个user-service实例:
查看eureka-server管理页面:
服务发现
下面,我们将order-service的逻辑修改:向eureka-server拉取user-service的信息,实现服务发现。
1)引入依赖
之前说过,服务发现、服务注册统一都封装在eureka-client依赖,因此这一步与服务注册时一致。
在order-service的pom文件中,引入下面的eureka-client依赖:
org.springframework.cloudspring-cloud-starter-netflix-eureka-client
2)配置文件
服务发现也需要知道eureka地址,因此第二步与服务注册一致,都是配置eureka信息:
在order-service中,修改application.yml文件,添加服务名称、eureka地址:
spring:application:name: orderserviceeureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
3)服务拉取和负载均衡
最后,我们要去eureka-server中拉取user-service服务的实例列表,并且实现负载均衡。
不过这些动作不用我们去做,只需要添加一些注解即可。
在order-service的OrderApplication中,给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解
修改order-service服务中的cn.itcast.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法。修改访问的url路径,用服务名代替ip、端口:
spring会自动帮助我们从eureka-server端,根据userservice这个服务名称,获取实例列表,而后完成负载均衡。
Ribbon负载均衡
上一节中,我们添加了@LoadBalanced注解,即可实现负载均衡功能,这是什么原理呢?
1.负载均衡原理
SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件,来实现负载均衡功能的。
那么我们发出的请求明明是http://userservice/user/1,怎么变成了http://localhost:8081的呢?
2.源码跟踪
为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢?之前还要获取ip和端口。
显然有人帮我们根据service名称,获取到了服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor
,这个类会在对RestTemplate的请求进行拦截,然后从Eureka根据服务id获取服务列表,随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息,替换服务id。
我们进行源码跟踪:
1)LoadBalancerIntercepor
可以看到这里的intercept方法,拦截了用户的HttpRequest请求,然后做了几件事:
request.getURI()
:获取请求uri,本例中就是http://user-service/user/8originalUri.getHost()
:获取uri路径的主机名,其实就是服务id,user-service
this.loadBalancer.execute()
:处理服务id,和用户请求。
这里的this.loadBalancer
是LoadBalancerClient
类型,我们继续跟入。
2)LoadBalancerClient
继续跟入execute方法:
代码是这样的:
- getLoadBalancer(serviceId):根据服务id获取ILoadBalancer,而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存起来。
- getServer(loadBalancer):利用内置的负载均衡算法,从服务列表中选择一个。本例中,可以看到获取了8082端口的服务
放行后,再次访问并跟踪,发现获取的是8081:
果然实现了负载均衡。
3)负载均衡策略IRule
在刚才的代码中,可以看到获取服务使通过一个getServer
方法来做负载均衡:
我们继续跟入:
继续跟踪源码chooseServer方法,发现这么一段代码:
我们看看这个rule是谁:
这里的rule默认值是一个RoundRobinRule
,看类的介绍:
这不就是轮询的意思嘛。
到这里,整个负载均衡的流程我们就清楚了。
4)总结
SpringCloudRibbon的底层采用了一个拦截器,拦截了RestTemplate发出的请求,对地址做了修改。用一幅图来总结一下:
基本流程如下:
- 拦截我们的RestTemplate请求http://userservice/user/1
- RibbonLoadBalancerClient会从请求url中获取服务名称,也就是user-service
- DynamicServerListLoadBalancer根据user-service到eureka拉取服务列表
- eureka返回列表,localhost:8081、localhost:8082
- IRule利用内置负载均衡规则,从列表中选择一个,例如localhost:8081
- RibbonLoadBalancerClient修改请求地址,用localhost:8081替代userservice,得到http://localhost:8081/user/1,发起真实请求
3.负载均衡策略
负载均衡策略
负载均衡的规则都定义在IRule接口中,而IRule有很多不同的实现类:
不同规则的含义如下:
内置负载均衡规则类 | 规则描述 |
---|---|
RoundRobinRule | 简单轮询服务列表来选择服务器。它是Ribbon默认的负载均衡规则。 |
AvailabilityFilteringRule | 对以下两种服务器进行忽略: (1)在默认情况下,这台服务器如果3次连接失败,这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续30秒,如果再次连接失败,短路的持续时间就会几何级地增加。 (2)并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高,配置了AvailabilityFilteringRule规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限,可以由客户端的..ActiveConnectionsLimit属性进行配置。 |
WeightedResponseTimeRule | 为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长,这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器,这个权重值会影响服务器的选择。 |
ZoneAvoidanceRule | 以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类,这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。 |
BestAvailableRule | 忽略那些短路的服务器,并选择并发数较低的服务器。 |
RandomRule | 随机选择一个可用的服务器。 |
RetryRule | 重试机制的选择逻辑 |
默认的实现就是ZoneAvoidanceRule,是一种轮询方案
自定义负载均衡策略
通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则,有两种方式:
1.代码方式:在order-service中的OrderApplication类中,定义一个新的IRule:
@Beanpublic IRule randomRule(){return new RandomRule();}
2.配置文件方式:在order-service的application.yml文件中,添加新的配置也可以修改规则:
userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则,这里是userservice服务ribbon:NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则
注意,一般用默认的负载均衡规则,不做修改。
4.饥饿加载
Ribbon默认是采用懒加载,即第一次访问时才会去创建LoadBalanceClient,请求时间会很长。
而饥饿加载则会在项目启动时创建,降低第一次访问的耗时,通过下面配置开启饥饿加载:
ribbon:eager-load:enabled: trueclients: userservice
5.Nacos注册中心
国内公司一般都推崇阿里巴巴的技术,比如注册中心,SpringCloudAlibaba也推出了一个名为Nacos的注册中心。
1.安装nacos
https://blog.csdn.net/qq_64376339/article/details/136411951?spm=1001.2014.3001.5501
2.服务注册到nacos
Nacos是SpringCloudAlibaba的组件,而SpringCloudAlibaba也遵循SpringCloud中定义的服务注册、服务发现规范。因此使用Nacos和使用Eureka对于微服务来说,并没有太大区别。
主要差异在于:
- 依赖不同
- 服务地址不同
1)引入依赖
在cloud-demo父工程的pom文件中的中引入SpringCloudAlibaba的依赖:
com.alibaba.cloudspring-cloud-alibaba-dependencies2.2.5.RELEASEpomimport
然后在user-service和order-service中的pom文件中引入nacos-discovery依赖:
com.alibaba.cloudspring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
注意:不要忘了注释掉eureka的依赖。
2)配置nacos地址
在user-service和order-service的application.yml中添加nacos地址:
spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848
注意:不要忘了注释掉eureka的地址
3)重启
重启微服务后,登录nacos管理页面,可以看到微服务信息:
3.服务分级存储模型
一个服务可以有多个实例,例如我们的user-service,可以有:
- 127.0.0.1:8081
- 127.0.0.1:8082
- 127.0.0.1:8083
假如这些实例分布于全国各地的不同机房,例如:
- 127.0.0.1:8081,在上海机房
- 127.0.0.1:8082,在上海机房
- 127.0.0.1:8083,在杭州机房
Nacos就将同一机房内的实例划分为一个集群。
也就是说,user-service是服务,一个服务可以包含多个集群,如杭州、上海,每个集群下可以有多个实例,形成分级模型,如图:
微服务互相访问时,应该尽可能访问同集群实例,因为本地访问速度更快。当本集群内不可用时,才访问其它集群。例如:
杭州机房内的order-service应该优先访问同机房的user-service。
1.给user-service配置集群
修改user-service的application.yml文件,添加集群配置:
spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848discovery:cluster-name: HZ # 集群名称
重启两个user-service实例后,我们可以在nacos控制台看到下面结果:
我们再次复制一个user-service启动配置,添加属性:
-Dserver.port=8083 -Dspring.cloud.nacos.discovery.cluster-name=SH
配置如图所示:
启动UserApplication3后再次查看nacos控制台:
2.同集群优先的负载均衡
默认的ZoneAvoidanceRule
并不能实现根据同集群优先来实现负载均衡。
因此Nacos中提供了一个NacosRule
的实现,可以优先从同集群中挑选实例。
1)给order-service配置集群信息
修改order-service的application.yml文件,添加集群配置:
spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848discovery:cluster-name: HZ # 集群名称
2)修改负载均衡规则
修改order-service的application.yml文件,修改负载均衡规则:
userservice:ribbon:NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则
4.权重配置
实际部署中会出现这样的场景:
服务器设备性能有差异,部分实例所在机器性能较好,另一些较差,我们希望性能好的机器承担更多的用户请求。
但默认情况下NacosRule是同集群内随机挑选,不会考虑机器的性能问题。
因此,Nacos提供了权重配置来控制访问频率,权重越大则访问频率越高。
在nacos控制台,找到user-service的实例列表,点击编辑,即可修改权重:
在弹出的编辑窗口,修改权重:
注意:如果权重修改为0,则该实例永远不会被访问
5.环境隔离
Nacos提供了namespace来实现环境隔离功能。
- nacos中可以有多个namespace
- namespace下可以有group、service等
- 不同namespace之间相互隔离,例如不同namespace的服务互相不可见
1.创建namespace
默认情况下,所有service、data、group都在同一个namespace,名为public:
我们可以点击页面新增按钮,添加一个namespace:
然后,填写表单:
就能在页面看到一个新的namespace:
2.给微服务配置namespace
给微服务配置namespace只能通过修改配置来实现。
例如,修改order-service的application.yml文件:
spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848discovery:cluster-name: HZnamespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间,填ID
重启order-service后,访问控制台,可以看到下面的结果:
此时访问order-service,因为namespace不同,会导致找不到userservice,控制台会报错:
6.Nacos与Eureka的区别
Nacos的服务实例分为两种l类型:
临时实例:如果实例宕机超过一定时间,会从服务列表剔除,默认的类型。
非临时实例:如果实例宕机,不会从服务列表剔除,也可以叫永久实例。
配置一个服务实例为永久实例:
spring:cloud:nacos:discovery:ephemeral: false # 设置为非临时实例
Nacos和Eureka整体结构类似,服务注册、服务拉取、心跳等待,但是也存在一些差异:
Nacos与eureka的共同点
- 都支持服务注册和服务拉取
- 都支持服务提供者心跳方式做健康检测
Nacos与Eureka的区别
- Nacos支持服务端主动检测提供者状态:临时实例采用心跳模式,非临时实例采用主动检测模式
- 临时实例心跳不正常会被剔除,非临时实例则不会被剔除
- Nacos支持服务列表变更的消息推送模式,服务列表更新更及时
- Nacos集群默认采用AP方式,当集群中存在非临时实例时,采用CP模式;Eureka采用AP方式
Nacos配置管理
Nacos除了可以做注册中心,同样可以做配置管理来使用。
1.统一配置管理
当微服务部署的实例越来越多,达到数十、数百时,逐个修改微服务配置就会让人抓狂,而且很容易出错。我们需要一种统一配置管理方案,可以集中管理所有实例的配置。
Nacos一方面可以将配置集中管理,另一方可以在配置变更时,及时通知微服务,实现配置的热更新。
1.在nacos中添加配置文件
如何在nacos中管理配置呢?
然后在弹出的表单中,填写配置信息:
注意:项目的核心配置,需要热更新的配置才有放到nacos管理的必要。基本不会变更的一些配置还是保存在微服务本地比较好。
2.从微服务拉取配置
微服务要拉取nacos中管理的配置,并且与本地的application.yml配置合并,才能完成项目启动。
但如果尚未读取application.yml,又如何得知nacos地址呢?
因此spring引入了一种新的配置文件:bootstrap.yaml文件,会在application.yml之前被读取,流程如下:
1)引入nacos-config依赖
首先,在user-service服务中,引入nacos-config的客户端依赖:
com.alibaba.cloudspring-cloud-starter-alibaba-nacos-config
2)添加bootstrap.yaml
然后,在user-service中添加一个bootstrap.yaml文件,内容如下:
spring:application:name: userservice # 服务名称profiles:active: dev #开发环境,这里是dev cloud:nacos:server-addr: localhost:8848 # Nacos地址config:file-extension: yaml # 文件后缀名
这里会根据spring.cloud.nacos.server-addr获取nacos地址,再根据
${spring.application.name}-${spring.profiles.active}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}
作为文件id,来读取配置。
本例中,就是去读取userservice-dev.yaml
:
3)读取nacos配置
在user-service中的UserController中添加业务逻辑,读取pattern.dateformat配置:
完整代码:
package cn.itcast.user.web;import cn.itcast.user.pojo.User;import cn.itcast.user.service.UserService;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;import org.springframework.web.bind.annotation.*;import java.time.LocalDateTime;import java.time.format.DateTimeFormatter;@Slf4j@RestController@RequestMapping("/user")public class UserController {@Autowiredprivate UserService userService;@Value("${pattern.dateformat}")private String dateformat;@GetMapping("now")public String now(){return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(dateformat));}// ...略}
在页面访问,可以看到效果:
2.配置热更新
我们最终的目的,是修改nacos中的配置后,微服务中无需重启即可让配置生效,也就是配置热更新。
要实现配置热更新,可以使用两种方式:
1.方式一
在@Value注入的变量所在类上添加注解@RefreshScope:
2.方式二
使用@ConfigurationProperties注解代替@Value注解。
在user-service服务中,添加一个类,读取patterrn.dateformat属性:
package cn.itcast.user.config;import lombok.Data;import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;import org.springframework.stereotype.Component;@Component@Data@ConfigurationProperties(prefix = "pattern")public class PatternProperties {private String dateformat;}
在UserController中使用这个类代替@Value:
完整代码:
package cn.itcast.user.web;import cn.itcast.user.config.PatternProperties;import cn.itcast.user.pojo.User;import cn.itcast.user.service.UserService;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.time.LocalDateTime;import java.time.format.DateTimeFormatter;@Slf4j@RestController@RequestMapping("/user")public class UserController {@Autowiredprivate UserService userService;@Autowiredprivate PatternProperties patternProperties;@GetMapping("now")public String now(){return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(patternProperties.getDateformat()));}// 略}
3.配置共享
其实微服务启动时,会去nacos读取多个配置文件,例如:
[spring.application.name]-[spring.profiles.active].yaml
,例如:userservice-dev.yaml[spring.application.name].yaml
,例如:userservice.yaml
而[spring.application.name].yaml
不包含环境,因此可以被多个环境共享。
下面我们通过案例来测试配置共享
1)添加一个环境共享配置
我们在nacos中添加一个userservice.yaml文件:
2)在user-service中读取共享配置
在user-service服务中,修改PatternProperties类,读取新添加的属性:
在user-service服务中,修改UserController,添加一个方法:
3)运行两个UserApplication,使用不同的profile
修改UserApplication2这个启动项,改变其profile值:
这样,UserApplication(8081)使用的profile是dev,UserApplication2(8082)使用的profile是test。
启动UserApplication和UserApplication2
访问http://localhost:8081/user/prop,结果:
访问http://localhost:8082/user/prop,结果:
可以看出来,不管是dev,还是test环境,都读取到了envSharedValue这个属性的值。
4)配置共享的优先级
当nacos、服务本地同时出现相同属性时,优先级有高低之分:
4.搭建Nacos集群
Nacos集群搭建-CSDN博客