微服务专题06-云原生应用（Cloud Native Applications）

前言

前面的章节我们讲了WebFlux 的原理与运用。本节，继续微服务专题的内容分享，共计16小节，分别是：

• 微服务专题01-Spring Application
• 微服务专题02-Spring Web MVC 视图技术
• 微服务专题03-REST
• 微服务专题04-Spring WebFlux 原理
• 微服务专题05-Spring WebFlux 运用
• 微服务专题06-云原生应用（Cloud Native Applications）
• 微服务专题07-Spring Cloud 配置管理
• 微服务专题08-Spring Cloud 服务发现
• 微服务专题09-Spring Cloud 负载均衡
• 微服务专题10-Spring Cloud 服务熔断
• 微服务专题11-Spring Cloud 服务调用
• 微服务专题12-Spring Cloud Gateway
• 微服务专题13-Spring Cloud Stream (上)
• 微服务专题14-Spring Cloud Bus
• 微服务专题15-Spring Cloud Stream 实现
• 微服务专题16-Spring Cloud 整体回顾

本节内容重点为：

• Bootstrap 应用上下文：介绍 Spring Cloud 新引入的 Bootstrap 应用上下文，说明其与 Spring Framework 应用上下文之间的联系，进一步理解 Bootstrap 应用上下文在 Spring Boot 应用中的层次关系
• 端点介绍：介绍 Spring Cloud 在 Spring Boot 基础上新引入的端点（Endpoint），比如：上下文重启:/restart、生命周期：/pause、/resume等

Spring Cloud 的特点

Spring Cloud致力于为典型的用例和扩展机制提供良好的开箱即用体验，以涵盖其他用例。

• 分布式/版本化配置
• 服务注册和发现
• 路由
• 服务到服务的呼叫
• 负载均衡
• 断路器
• 分布式消息传递

什么是云原生？

SpringCloud (Greenwich.SR5) 云原生官方文档

Cloud Native 是一种应用程序开发样式，鼓励在持续交付和价值驱动型开发领域轻松采用最佳实践。一个相关的学科是构建 12要素 应用程序，其中开发实践与交付和运营目标保持一致-例如，通过使用声明性编程，管理和监视。Spring Cloud通过多种特定方式促进了这些开发风格。起点是一组功能，分布式系统中的所有组件都需要轻松访问这些功能。

Spring Cloud构建于其中的Spring Boot涵盖了许多这些功能。Spring Cloud作为两个库提供了更多功能：Spring Cloud上下文和Spring Cloud Commons。Spring Cloud Context为ApplicationContextSpring Cloud应用程序提供实用程序和特殊服务（引导上下文，加密，刷新作用域和环境端点）。Spring Cloud Commons是在不同Spring Cloud实现中使用的一组抽象和通用类（例如Spring Cloud Netflix和Spring Cloud Consul）。

什么是云原生？有哪些发展方向？终于有人讲明白了!

Spring 应用上下文 - ApplicationContext

工欲善其事必先利其器！学好 Spring Cloud 需要 Spring Boot 基础，而学好 Spring Boot 需要深刻理解 Spring Framework。Spring 应用上下文又是整个 Spring 框架非常重要的一环。

在前面的章节我们多次提到了 Spring 应用上下文 ApplicationContext ，另外我们在本系列的第一节也提到了注解 Component “派生性”。那么这其中又有什么联系呢？我们又该如何理解 Spring 应用上下文的层次呢？

Spring 事件

回顾一下 Spring 事件 中关键的几个类：

事件类：ApplicationEvent

事件监听器： ApplicationListener

事件广播器：ApplicationEventMulticaster 与其唯一实现类 SimpleApplicationEventMulticaster

事件发送器：ApplicationEventPublisher

理解上下文层次

Q：BeanFactory 与 ApplicationContext类层次性：

A：我们看ApplicationContext 这个类，它扩展 ListableBeanFactory 以及 HierarchicalBeanFactory

public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
		MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {
		...
}

从结构而言，ApplicationContext 关联了 BeanFactory 实现。ApplicationContext 的抽象实现类 AbstractRefreshableApplicationContext 就包含了属性 beanFactory DefaultListableBeanFactory

实际上就是 AppliationContext 继承 BeanFactoy。

这里运用的设计模式就是装饰者模式，继承并扩展，底层实现基于被扩展示例。

总结：

• BeanFactory 才是真正 Bean 容器，管理 Bean 生命周期。

• ApplicationContext 包含了 BeanFactory 职责，并且还有其他功能。

Q: ApplicationContext 继承了 HierarchicalBeanFactory，给开发人员的提示？

A: ApplicationContext Bean 生命周期管理能力，来自于 BeanFactory，并且它又是 HierarchicalBeanFactory 子接口，说明它具备 BeanFactory 的层次性关系。同时，它也有 getParent() 方法返回双亲ApplicationContext，其子接口 ConfigurableApplicationContext 拥有设置双亲 ApplicationContext 的能力。

类比：

• Parent BeanFactory (管理 10 个Bean)
• Child BeanFactory (管理 20 个Bean)
• Parent ClassLoader (加载 10 个类)
• Child ClassLoader （加载 20 个类）

demo演示:设置spring上下文启动

@EnableAutoConfiguration
@RestController
public class SpringBootApplicationBootstrap {

    public static void main(String[] args) {

        AnnotationConfigApplicationContext parentContext = new AnnotationConfigApplicationContext();
        parentContext.setId("test");
        // 在"test" 上下文注册一个 "helloWorld" String 类型的 Bean
        parentContext.registerBean("helloWorld", String.class, "Hello,World");
        // 启动"test" 上下文
        parentContext.refresh();

        new SpringApplicationBuilder(SpringBootApplicationBootstrap.class)
                .parent(parentContext) // 显式地设置双亲上下文
                .run(args);
    }

    @Autowired // String message Bean
    @Qualifier("helloWorld") // Bean 名称，来自于 “test” 上下文
    private String message;

    @RequestMapping("")
    public String index() {
        return message;
    }

}

运行此上下文，并访问：http://localhost:9091/actuator/beans，得到：

说明，子上下文必须双亲上下文启动，上图所示的上下文关系为：

1. application-1 它的 parentId 是 test
2. test 它的 parentId 是 bootstrap
3. bootstrap 它的 parentId 是 null

Spring Boot 1.x 默认情况一个 ApplicationContext。如果独立管理上下文 ，有两个 ApplicationContext。
Spring Boot 2.0 合并一个 ApplicationContext，Spring Cloud 会增加 Bootstrap ApplicationContext。

是不是意味着 bootstrap 要提早加载什么资源？

理解 Bootstrap 应用上下文

关键调用实现

Spring Boot 实现

• org.springframework.boot.builder.ParentContextApplicationContextInitializer

Spring Cloud 实现

• org.springframework.cloud.bootstrap.BootstrapApplicationListener 。其监听的事件是 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 。推理意思：Environment 已经准备好（被调整）

技术关联： Spring 应用上下文层次，Spring 事件

理解 Environment

Spring Boot 外部化配置官方文档

理解 Spring Boot Actuator Endpoints

我们通常说SpringBoot做健康检查，用的就是此项技术，不过在实际应用中为了保障安全，会设置不同的端点的权限，我们这里只是简单地介绍一下基本情况。

设置启动类

@EnableAutoConfiguration
public class SpringBootApplicationBootstrap {

    public static void main(String[] args) {
		 SpringApplication.run(SpringBootApplicationBootstrap.class,args);
    }
}

开放所有Web 管理 Endpoints

spring.application.name = first-spring-cloud-app
# 设置 Web 服务端口
server.port = 9090
# 设置 Web 管理端口（服务上下文和管理上线独立）
management.server.port = 9091

# 开放 所有Web 管理 Endpoints
management.endpoints.web.exposure.include = *

启动日志输出

启动 spring 应用上下文，并访问地址： http://localhost:9091/actuator

JSON展示：

{
    "_links":{
        "self":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator",
            "templated":false
        },
        "auditevents":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/auditevents",
            "templated":false
        },
        "beans":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/beans",
            "templated":false
        },
        "health":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/health",
            "templated":false
        },
        "conditions":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/conditions",
            "templated":false
        },
        "configprops":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/configprops",
            "templated":false
        },
        "env":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/env",
            "templated":false
        },
        "env-toMatch":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/env/{toMatch}",
            "templated":true
        },
        "info":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/info",
            "templated":false
        },
        "loggers":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/loggers",
            "templated":false
        },
        "loggers-name":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/loggers/{name}",
            "templated":true
        },
        "heapdump":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/heapdump",
            "templated":false
        },
        "threaddump":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/threaddump",
            "templated":false
        },
        "metrics-requiredMetricName":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/metrics/{requiredMetricName}",
            "templated":true
        },
        "metrics":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/metrics",
            "templated":false
        },
        "scheduledtasks":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/scheduledtasks",
            "templated":false
        },
        "httptrace":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/httptrace",
            "templated":false
        },
        "mappings":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/mappings",
            "templated":false
        },
        "refresh":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/refresh",
            "templated":false
        },
        "features":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/features",
            "templated":false
        }
    }
}

上面的配置文件中我将所有端口开放，所以通过访问 /actuator后得到所有暴露的端点的地址，比如：

        "beans":{
            "href":"http://localhost:9091/actuator/beans",
            "templated":false
        },

那么我们此时访问: http://localhost:9091/actuator/beans ,就会得到被Spring监控的Bean的详情：

获取环境端口(/actuator/env)

访问端口：http://localhost:9091/actuator/env

/actuator/pause 和 /actuator/resume 端口

/actuator/pause 和 /actuator/resume 端口 默认失效，首先要在配置文件中开启端点：

management.endpoint.restart.enabled=true
management.endpoint.pause.enabled=true
management.endpoint.resume.enabled=true

• /actuator/pause -> ApplicationContext#stop() -> Spring LifeCycle Beans stop()。但是 LifeCycle 实例（ApplicationContext）不等于 LifeCycle Bean

• /actuator/resume -> ApplicationContext#start() -> Spring LifeCycle Beans start()

端点介绍

Spring Boot 探索 | Actuator 端点详细说明

后记

本节代码地址：https://github.com/harrypottry/microservices-project/tree/master/spring-cloud-project/spring-cloud-native-application

更多架构知识，欢迎关注本套Java系列文章：Java架构师成长之路