《微服务零基础入门教程》一步一步，带你走进微服务的世界

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推荐阅读：Java小白进阶架构师学习路线

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最近几个月，我会从“0”到“1”持续更新 微服务 技术栈以及其相关的技术，希望小伙伴们跟着我的脚步，让我们一步一步的拿下微服务

学微服务之前，先让大家看一下首先要学习哪些技术

spring coud 系列的原生技术栈（大部分已经濒临被淘汰）

spring cloud替换方案

看起来很多，是吧，不要紧，跟着我的脚步，让我们一步一步的拿下微服务，最近几个月我会一直更新微服务以及其周围技术栈。

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版本选择

版本选择，本人：使用如下最新版本

一定要注意版本适配

一、系统架构的演变

随着互联网的发展，网站应用的规模不断扩大，常规的应用架构已无法应对，分布式服务架构以及微服务架构势在必行，极需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。

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1、单体应用架构

Web应用程序发展的早期，大部分web工程(包含前端页面,web层代码,service层代码,dao层代码)是将所有的功能模块,打包到一起并放在一个web容器中运行。

所有功能都部署在一个web容器中运行的系统就叫做单体架构。

优点：

• 所有的功能集成在一个项目工程中
• 项目架构简单，前期开发成本低，周期短，小型项目的首选。

缺点：

• 全部功能集成在一个工程中，对于大型项目不易开发、扩展及维护。
• 系统性能扩展只能通过扩展集群结点，成本高、有瓶颈。
• 技术栈受限。

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2、垂直应用架构

当访问量逐渐增大，单一应用增加机器带来的加速度越来越小，将应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。

优点：

• 项目架构简单，前期开发成本低，周期短，小型项目的首选。
• 通过垂直拆分，原来的单体项目不至于无限扩大
• 不同的项目可采用不同的技术。

缺点：

• 全部功能集成在一个工程中，对于大型项目不易开发、扩展及维护。
• 系统性能扩展只能通过扩展集群结点，成本高、有瓶颈。

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3、分布式SOA架构

什么是SOA

SOA 全称为 Service-Oriented Architecture，即面向服务的架构。它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件(服务)进行分布式部署、组合和使用。一个服务通常以独立的形式存在于操作系统进程中。

站在功能的角度，把业务逻辑抽象成可复用、可组装的服务，通过服务的编排实现业务的快速再生，目的：把原先固有的业务功能转变为通用的业务服务，实现业务逻辑的快速复用。

通过上面的描述可以发现 SOA 有如下几个特点：分布式、可重用、扩展灵活、松耦合

SOA架构

当垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免，将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。

优点：

• 抽取公共的功能为服务,提高开发效率
• 对不同的服务进行集群化部署解决系统压力
• 基于ESB/DUBBO减少系统耦合

缺点：

• 抽取服务的粒度较大
• 服务提供方与调用方接口耦合度较高

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4、微服务架构

优点：

• 通过服务的原子化拆分，以及微服务的独立打包、部署和升级，小团队的交付周期将缩短，运维成本也将大幅度下降
• 微服务遵循单一原则。微服务之间采用Restful等轻量协议传输。

缺点：

• 微服务过多，服务治理成本高，不利于系统维护。
• 分布式系统开发的技术成本高（容错、分布式事务等）。

5、SOA与微服务的关系

SOA（ Service Oriented Architecture ）“面向服务的架构”:他是一种设计方法，其中包含多个服务， 服务之间通过相互依赖最终提供一系列的功能。一个服务 通常以独立的形式存在与操作系统进程中。各个服务之间 通过网络调用。

微服务架构:其实和 SOA 架构类似,微服务是在 SOA 上做的升华，微服务架构强调的一个重点是“业务需要彻底的组件化和服务化”，原有的单个业务系统会拆分为多个可以独立开发、设计、运行的小应用。这些小应用之间通过服务完成交互和集成。

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二、分布式核心知识

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1、分布式中的远程调用

在微服务架构中，通常存在多个服务之间的远程调用的需求。远程调用通常包含两个部分：序列化和通信协议。常见的序列化协议包括json、xml、hession、protobuf、thrift、text、bytes等，目前主流的远程调用技术有基于HTTP的RESTful接口以及基于TCP的RPC协议。

RESTful接口

REST，即Representational State Transfer的缩写，如果一个架构符合REST原则，就称它为RESTful架构。

资源（Resources）

所谓"资源"，就是网络上的一个实体，或者说是网络上的一个具体信息。它可以是一段文本、一张图片、一首歌曲、一种服务，总之就是一个具体的实在。你可以用一个URI（统一资源定位符）指向它，每种资源对应一个特定的URI。要获取这个资源，访问它的URI就可以，因此URI就成了每一个资源的地址或独一无二的识别符。REST的名称"表现层状态转化"中，省略了主语。“表现层"其实指的是"资 源”（Resources）的"表现层"。

表现层（Representation）

“资源"是一种信息实体，它可以有多种外在表现形式。我们把"资源"具体呈现出来的形式，叫做它的"表现层”（Representation）。比如，文本可以用txt格式表现，也可以用HTML格式、XML格式、JSON格式表现，甚至可以采用二进制格式；图片可以用JPG格式表现，也可以用PNG格式表现。URI只代表资源的实体，不代表它的形式。严格地说，有些网址最后的".html"后缀名是不必要的，因为这个后缀名表示格式，属于"表现层"范畴，而URI应该只代表"资源"的位置。

状态转化（State Transfer）

访问一个网站，就代表了客户端和服务器的一个互动过程。在这个过程中，势必涉及到数据和状态的变化。互联网通信协议HTTP协议，是一个无状态协议。这意味着，所有的状态都保存在服务器端。因此，如果客户端想要操作服务器，必须通过某种手段，让服务器端发生"状态转化"（State Transfer）。
客户端用到的手段，只能是HTTP协议。具体来说，就是HTTP协议里面，四个表示操作方式的动词：GET、POST、PUT、DELETE。它们分别对应四种基本操作：GET用来获取资源，POST用来新建资源（也可以用于更新资源），PUT用来更新资源，DELETE用来删除资源。

综合上面的解释，我们总结一下什么是RESTful架构：

• 每一个URI代表一种资源；
• 客户端和服务器之间，传递这种资源的某种表现层；
• 客户端通过四个HTTP动词，对服务器端资源进行操作，实现"表现层状态转化"。

RPC协议

RPC（Remote Procedure Call ） 一种进程间通信方式。允许像调用本地服务一样调用远程服务。RPC框架的主要目标就是让远程服务调用更简单、透明。RPC框架负责屏蔽底层的传输方式（TCP或者UDP）、序列化方式（XML/JSON/二进制）和通信细节。开发人员在使用的时候只需要了解谁在什么位置提供了什么样的远程服务接口即可，并不需要关心底层通信细节和调用过程。

RESTful和RPC之间的区别与联系

1、HTTP相对更规范，更标准，更通用，无论哪种语言都支持http协议。如果你是对外开放API，例如开放平台，外部的编程语言多种多样，你无法拒绝对每种语言的支持，现在开源中间件，基本最先支持的几个协议都包含RESTful。

2、 RPC 框架作为架构微服务化的基础组件，它能大大降低架构微服务化的成本，提高调用方与服务提供方的研发效率，屏蔽跨进程调用函数（服务）的各类复杂细节。让调用方感觉就像调用本地函数一样调用远端函数、让服务提供方感觉就像实现一个本地函数一样来实现服务。

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2、分布式中的CAP原理

现如今，对于多数大型互联网应用，分布式系统（distributed system）正变得越来越重要。分布式系统的最大难点，就是各个节点的状态如何同步。CAP 定理是这方面的基本定理，也是理解分布式系统的起点。

CAP理论由 Eric Brewer 在ACM研讨会上提出，而后CAP被奉为分布式领域的重要理论。分布式系统的CAP理论，首先把分布式系统中的三个特性进行了如下归纳：

• Consistency（一致性）：数据一致更新，所有数据的变化都是同步的
• Availability（可用性）：在集群中一部分节点故障后，集群整体是否还能响应客户端的读写请求 Partition
• tolerance（分区容忍性）：某个节点的故障，并不影响整个系统的运行
  

通过学习CAP理论，我们得知任何分布式系统只可同时满足二点，没法三者兼顾，既然一个分布
式系统无法同时满足一致性、可用性、分区容错性三个特点，所以我们就需要抛弃一样：


需要明确一点的是，在一个分布式系统当中，分区容忍性和可用性是最基本的需求，所以在分布是系统中，我们的系统最当关注的就是A（可用性）P（容忍性），通过补偿的机制寻求数据的一致性。

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三、常见微服务框架

1、SpringCloud

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等，都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。Spring Cloud并没有重复制造轮子，它只是将目前各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过Spring Boot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。

2、SpringCloud Alibaba

Spring Cloud alibaba为分布式应用开发提供一站式解决方案。它包含开发分布式应用程序所需的所有组件，使您可以轻松地使用Spring Cloud开发应用程序。

有了Spring Cloud Alibaba，您只需要添加一些注释和少量配置，就可以将Spring Cloud的应用程序连接到阿里巴巴的分布式解决方案上，并利用阿里巴巴的中间件构建分布式应用系统。

主要功能

• 服务限流降级：默认支持 WebServlet、WebFlux, OpenFeign、RestTemplate、Spring Cloud
• Gateway, Zuul, Dubbo 和 RocketMQ
• 限流降级功能的接入，可以在运行时通过控制台实时修改限流降级规则，还支持查看限流降级 Metrics 监控。 服务注册与发现：适配
• Spring Cloud 服务注册与发现标准，默认集成了 Ribbon 的支持。
• 分布式配置管理：支持分布式系统中的外部化配置，配置更改时自动刷新。 消息驱动能力：基于 Spring Cloud Stream
• 为微服务应用构建消息驱动能力。 分布式事务：使用 @GlobalTransactional 注解，
• 高效并且对业务零侵入地解决分布式事务问题。
• 阿里云对象存储：阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。支持在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
• 分布式任务调度：提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时（基于 Cron
• 表达式）任务调度服务。同时提供分布式的任务执行模型，如网格任务。网格任务支持海量子任务均匀分配到所有
• Worker（schedulerx-client）上执行。
• 阿里云短信服务：覆盖全球的短信服务，友好、高效、智能的互联化通讯能力，帮助企业迅速搭建客户触达通道。

3、ServiceComb

Apache ServiceComb 是业界第一个Apache微服务顶级项目， 是一个开源微服务解决方案,致力于帮助企业、用户和开发者将企业应用轻松微服务化上云，并实现对微服务应用的高效运维管理。其提供一站式开源微服务解决方案，融合SDK框架级、0侵入ServiceMesh场景并支持多语言。【感兴趣的同学可以进官网学习一下】

4、ZeroC ICE

ZeroC IceGrid 是ZeroC公司的杰作，继承了CORBA的血统，是新一代的面向对象的分布式系统中间件。作为一种微服务架构，它基于RPC框架发展而来，具有良好的性能与分布式能力。

5、拓展框架

Java语言相关微服务框架

Dubbo

Dubbo是由阿里巴巴开源的分布式服务化治理框架，通过RPC请求方式访问。Dubbo是在阿里巴巴的电商平台中逐渐探索演进所形成的，经历过复杂业务的高并发挑战，比Spring Cloud的开源时间还要早。目前阿里、京东、当当、携程、去哪等一些企业都在使用Dubbo。

Dropwizard

Dropwizard将Java生态系统中各个问题域里最好的组建集成于一身，能够快速打造一个Rest风格的后台，还可以整合Dropwizard核心以外的项目。国内现在使用Dropwizard还很少，资源也不多，但是与Spring Boot相比，Dropwizard在轻量化上更有优势，同时如果用过Spring，那么基本也会使用Spring Boot。

Akka

Akka是一个用Scala编写的库，可以用在有简化编写容错、高可伸缩性的Java和Scala的Actor模型，使用Akka能够实现微服务集群。
Vert.x/Lagom/ReactiveX/Spring 5
这四种框架主要用于响应式微服务开发，响应式本身和微服务没有关系，更多用于提升性能上，但是可以和微服务相结合，也可以提升性能。

.Net相关微服务框架

.NET Core

.NET Core是专门针对模块化微服务架构设计的，是跨平台应用程序开发框架，是微软开发的第一个官方版本。

Service Fabric

Service Fabric是微软开发的一个微服务框架，基于Service Fabric构建的很多云服务被用在了Azure上。

Surging

Surging是基于RPC协议的分布式微服务技术框架，基于.NET Core而来。

Microdot Framework

Microdot Framework用于编写定义服务逻辑代码，不需要解决开发分布式系统的挑战，能够很方便的进行MicrosoftOrleans集成。

Node.js相关微服务框架

Seneca

Seneca是Node.js的微服务框架开发工具，可以用于编写可用于产品环境的代码。

Hapi/Restify/LoopBack

这三种框架的分工不同，前两种更适合开发简单的微服务后端系统，第三种更适合用在大型复杂应用开发，还可以用在现有微服务上的构建。

Go相关微服务框架

Go-Kit/Goa/Dubbogo

Go-Kit是分布式开发的工具合集，适合用于大型业务场景下构建微服务；Goa是用Go语言构建的微服务框架；Dubbogo是和阿里巴巴开源的Dubbo能够兼容的Golang微服务框架。

Python相关微服务框架

Python相关的微服务框架非常少，用的比较多的是Nameko。Nameko让实现微服务变得更简单，同时也提供了很丰富的功能，比如支持负载均衡、服务发现还支持依赖自动注入等，使用起来很方便，但是有限速、超时和权限机制不完善等缺点。

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四、微服务案例搭建

使用微服务架构的分布式系统,微服务之间通过网络通信，我们通过服务提供者与服务消费者来描述微服务间的调用关系。

服务提供者：服务的被调用方，提供调用接口的一方
服务消费者：服务的调用方，依赖于其他服务的一方

我们以电商系统中常见的用户下单为例，用户向订单微服务发起一个购买的请求。在进行保存订单之前需要调用商品微服务查询当前商品库存，单价等信息。在这种场景下，订单微服务就是一个服务消费者，商品微服务就是一个服务提供者。

1、搭建环境

创建父工程

在IDEA中创建父工程并引入坐标

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <packaging>pom</packaging>
    <modules>
        <module>service-product</module>
        <module>service-order</module>
    </modules>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.6.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.uncle</groupId>
    <artifactId>micro-service-demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>micro-service-demo</name>
    <description>micro-service-demo</description>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <excludes>
                        <exclude>
                            <groupId>org.projectlombok</groupId>
                            <artifactId>lombok</artifactId>
                        </exclude>
                    </excludes>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

创建微服务工程模块

2、搭建商品微服务

编写实体类

@Data
@Entity
@Table(name="tb_product")
public class Product {
@Id
private Long id;
private String productName;
private Integer status;
private BigDecimal price;
private String productDesc;
private String caption; }

这里使用了lombok简化实体类的开发
Lombok能以简单的注解形式来简化java代码，提高开发人员的开发效率

编写dao接口

public interface ProductDao extends JpaRepository<Product,Long> ,     
JpaSpecificationExecutor<Product> {}

编写service层

public interface ProductService {
//根据id查询
Product findById(Long id);
//查询全部
List findAll();
//保存
void save(Product product);
//更新
void update(Product product);
//删除
void delete(Long id);
}

@Service
public class ProductServiceImpl implements ProductService {
@Autowired
private ProductDao productDao;
@Override
public Product findById(Long id) {
return productDao.findById(id).get();
 }
@Override
public List findAll() {
return productDao.findAll();
 }
@Override
public void save(Product product) {
productDao.save(product);
 }
@Override
public void update(Product product) {
productDao.save(product);
 }
@Override
public void delete(Long id) {
productDao.deleteById(id);
 }
}

编写web层

@RestController
@RequestMapping("/product")
public class ProductController {
@Autowired
private ProductService productService;
@GetMapping
public List findAll() {
return productService.findAll();
 }
@GetMapping("/{id}")
public Product findById(@PathVariable Long id) {
return productService.findById(id);
 }
@PostMapping
public String save(@RequestBody Product product) {
productService.save(product);
return "保存成功";
 }
@PutMapping("/{id}")
public String update(@RequestBody Product product) {
productService.update(product);
return "修改成功";
 }
@DeleteMapping("/{id}")
public String delete(Long id) {
productService.delete(id);
return "删除成功";
 }
}

controller中使用的@GetMapping是一个组合注解,相当与@RequestMapping(method=“get”)。
类似的注解还有@PostMapping，@PutMapping，@DeleteMapping

配置启动类

package com.uncle.product;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

/**
 * 启动类
 *
 * @author sjx
 */
@SpringBootApplication
@EntityScan("")
public class ProductApplication {

    /**
     * main 方法
     * @param args：参数列表
     */
    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(ProductApplication.class, args);

    }
}

配置yml文件

server:
 port: 9002
spring:
 application:
   name: shop-service-product
 datasource:
   driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
   url: jdbc:mysql://localhost:3306/shop?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
   username: root
   password: 111111
 jpa:
   database: MySQL
   show-sql: true
   open-in-view: true

3、搭建订单微服务

编写实体类

@Data
@Entity
@Table(name="tb_order")
public class Order {
@Id
private Long id;
private String productName;
private Integer status;
private BigDecimal price;
private String orderDesc;
private String caption; }

这里使用了lombok简化实体类的开发
Lombok能以简单的注解形式来简化java代码，提高开发人员的开发效率

编写dao接口

public interface OrdertDao extends JpaRepository<Order,Long> ,     
JpaSpecificationExecutor<Order> {}

编写service层

public interface OrderService {
//根据id查询
Order findById(Long id);
//查询全部
List findAll();
//保存
void save(Order order);
//更新
void update(Order order);
//删除
void delete(Long id);
}

@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
@Autowired
private OrderDao productDao;
@Override
public Order findById(Long id) {
return productDao.findById(id).get();
 }
@Override
public List findAll() {
return productDao.findAll();
 }
@Override
public void save(Product product) {
productDao.save(product);
 }
@Override
public void update(Product product) {
productDao.save(product);
 }
@Override
public void delete(Long id) {
productDao.deleteById(id);
 }
}

编写web层

@RestController
@RequestMapping("/product")
public class ProductController {
@Autowired
private ProductService productService;
@GetMapping
public List findAll() {
return productService.findAll();
 }
@GetMapping("/{id}")
public Product findById(@PathVariable Long id) {
return productService.findById(id);
 }
@PostMapping
public String save(@RequestBody Product product) {
productService.save(product);
return "保存成功";
 }
@PutMapping("/{id}")
public String update(@RequestBody Product product) {
productService.update(product);
return "修改成功";
 }
@DeleteMapping("/{id}")
public String delete(Long id) {
productService.delete(id);
return "删除成功";
 }
}

controller中使用的@GetMapping是一个组合注解,相当与@RequestMapping(method=“get”)。
类似的注解还有@PostMapping，@PutMapping，@DeleteMapping

配置启动类

package com.uncle.order;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

/**
 * 启动类
 *
 * @author sjx
 */
@SpringBootApplication
@EntityScan("")
public class OrderApplication {

    /**
     * main 方法
     * @param args：参数列表
     */
    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);

    }
}

配置yml文件

server:
 port: 9001
spring:
 application:
   name: shop-service-order
 datasource:
   driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
   url: jdbc:mysql://localhost:3306/shop?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
   username: root
   password: 111111
 jpa:
   database: MySQL
   show-sql: true
   open-in-view: true

4、服务调用

RestTemplate介绍

Spring框架提供的RestTemplate类可用于在应用中调用rest服务，它简化了与http服务的通信方式，统一了RESTful的标准，封装了http链接， 我们只需要传入url及返回值类型即可。相较于之前常用的HttpClient，RestTemplate是一种更优雅的调用RESTful服务的方式。

在Spring应用程序中访问第三方REST服务与使用Spring RestTemplate类有关。RestTemplate类的设计原则与许多其他Spring 模板类(例如JdbcTemplate、JmsTemplate)相同，为执行复杂任务提供了一种具有默认行为的简化方法。

RestTemplate默认依赖JDK提供http连接的能力（HttpURLConnection），如果有需要的话也可以通过setRequestFactory方法替换为例如 Apache HttpComponents、Netty或OkHttp等其它HTTP library。

考虑到RestTemplate类是为调用REST服务而设计的，因此它的主要方法与REST的基础紧密相连就不足为奇了，后者是HTTP协议的方法:HEAD、GET、POST、PUT、DELETE和OPTIONS。例如，RestTemplate类具有headForHeaders()、getForObject()、postForObject()、put()和delete()等方法。

RestTemplate方法介绍

通过RestTemplate调用微服务

配置RestTemplate

//配置RestTemplate交给spring管理
@Bean
public RestTemplate getRestTemplate() {
return new RestTemplate();
 }

编写下订单方法

@PostMapping("/{id}")
public String order(Integer num) {
//通过restTemplate调用商品微服务
Product object =
restTemplate.getForObject("http://127.0.0.1:9002/product/1", Product.class);
System.out.println(object);
return "操作成功";
 }

硬编码存在的问题

至此已经可以通过RestTemplate调用商品微服务的RESTFul API接口。但是我们把提供者的网络地址（ip，端口）等硬编码到了代码中，这种做法存在许多问题：

• 应用场景有局限
• 无法动态调整

那么应该怎么解决呢，就需要通过注册中心动态的对服务注册和服务发现

小伙伴们，请期待下一篇文章：微服务之注册中心

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推荐阅读：Java小白进阶架构师学习路线

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