SpringCloud微服务架构(一)

一、什么是微服务

1）服务架构演变

单体架构：将业务的所有功能集中在一个项目中开发，打成一个包部署。

• 优点：
  • 架构简单
  • 部署成本低
• 缺点：
  • 耦合度高

分布式架构：根据业务功能对系统进行拆分，每个业务模块作为独立项目开发，称为一个服务。

• 优点：
  • 降低服务耦合
  • 有利于服务升级拓展
• 缺点
  • 架构复杂，难度大

微服务:是一种经过良好架构设计的分布式架构方案。

• 优点:

  • 拆分粒度更小、服务更独立、耦合度更低

• 缺点：

  • 架构非常复杂，运维、监控、部署难度提高

2）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。

SpringCloud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，集成了各种优秀微服务功能组件，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：

二、服务拆分及远程调用

1）服务拆分原则

1. 单一职责：不同微服务，不要重复开发相同业务
2. 数据独立：不要访问其它微服务的数据库
3. 面向服务：将自己的业务暴露为接口，供其它微服务调用

2）微服务远程调用

• 基于RestTemplate发起的http请求实现远程调用

 /**
  * 在启动类添加
  * 注册RestTemplate
  */
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

• http请求做远程调用是与语言无关的调用，只要知道对方的ip、端口、接口路径、请求参数即可。

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("{orderId}")
    public Order queryOrderByUserId(@PathVariable("orderId") Long orderId) {
        // 根据id查询订单并返回
        Order order = orderService.queryOrderById(orderId);
        //url地址
        String url = "http://localhost:8081/user/";
        //获取user，执行远程访问
        User user = restTemplate.getForObject(url + order.getUserId(), User.class);
        order.setUser(user);
        return order;
    }

3）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）

问：服务A调用服务B，服务B调用服务C，那么服务B是什么角色？

• 服务调用关系
  • 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

三、Eureka注册中心

服务调用出现的问题：

• 服务消费者该如何获取服务提供者的地址信息？
• 如果有多个服务提供者，消费者该如何选择？
• 消费者如何得知服务提供者的健康状态？

1）Eureka的作用：

• 消费者该如何获取服务提供者具体信息？

  1. 服务提供者向eureka注册自己的服务信息
  2. eureka保存服务信息
  3. 服务消费者向eureka注册中心拉取服务

• 如果有多个服务提供者，消费者该如何选择？
  多个服务会进行负载均衡规则进行远程调用

• 消费者如何感知服务提供者健康状态？

  1. 服务提供者每30秒eureka向注册中心发送心跳请求，报告健康状态

  2. eureka会更新记录服务信息，心跳不正常会被移除

  3. 消费者拉起到最新信息

2）搭建Eureka服务

1. 服务端引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-server依赖

<dependency>
	<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-serverartifactId>
dependency>

2. 编写启动类，添加@EnableEurekaServer注解
3. 添加application.yml配置

server:
  port: 10086
spring:
  application:
    name: eurekaserver
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka/ # 配置eureka地址

4. 启动微服务，然后在浏览器访问：http://127.0.0.1:10086

3）服务注册

orderservice是消费者，userservice是提供者。

1. 客户端（提供者和消费者）引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-client依赖

• 无论是消费者还是提供者，引入eureka-client依赖、知道eureka地址后，都可以完成服务注册

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-clientartifactId>
dependency>

2. 添加application.yml配置

spring:
  application:
    name: userservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3. 启动多个客户service实例

• 添加一个SpringBoot的启动配置，再启动一个user-service。
• 复制原来的user-service启动配置

• 将user-service多次启动， 模拟多实例部署，但为了避免端口冲突，需要修改端口设置

-Dserver.port=8083

4）服务拉取

在消费者service完成服务拉取

服务拉取是基于服务名称获取服务列表，然后在对服务列表做负载均衡。

1. 修改访问的url路径，用服务名代替ip、端口

String url = "http://localhost:8081/user/";

2. 在消费者启动类OrderApplication中的RestTemplate添加负载均衡注解

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

Eureka注册中心总结：

1. 搭建EurekaServer

   • 引入eureka-server依赖
   • 添加@EnableEurekaServer注解
   • 在application.yml中配置eureka地址

2. 服务注册

   • 引入eureka-client依赖
   • 在application.yml中配置eureka地址

3. 服务拉取

   • 引入eureka-client依赖
   • 在application.yml中配置eureka地址
   • 给RestTemplate添加@LoadBalanced注解
   • 用服务提供者的服务名称远程调用

四、Ribbon负载均衡

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。

1）负载均衡流程

1. 消费者发起请求http://userservice/user/1到LoadBalancerInterceptor负载均衡拦截器
2. 负载均衡拦截器根据userservice获取服务id
3. DynamicServerListLoadBalancer根据提供者serviceeureka拉取服务列表
4. eureka注册中心返回服务列表
5. IRule利用服务负载均衡，从中选择一个服务，返回给DynamicServerListLoadBalancer
6. RibbonLoadBanlancerClient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

2）负载均衡策略

Ribbon的负载均衡规则是一个叫做IRule的接口来定义的,通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则，有两种方式：

1. 在消费者OrderApplication类中，定义一个新的IRule：

@Bean
public 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:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule  # 负载均衡规则

3）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: true # 开启饥饿加载
    clients: userservice # 指定对userservice这个服务饥饿加载

五、Nacos注册中心

Nacos是阿里巴巴的产品，现在是SpringCloud中的一个组件。相比Eureka功能更加丰富，在国内受欢迎程度较高。

1）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

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependenciesartifactId>
    <version>2.2.6.RELEASEversion>
    <type>pomtype>
    <scope>importscope>
dependency>

2. 配置nacos地址

在application.yml添加nacos地址

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848

注意：需要注释掉eureka的地址

2）服务分级存储模型

一个服务可以有多个实例，Nacos就将同一机房内的实例 划分为一个集群。

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，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。

3）配置集群

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。

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. 添加集群配置

   spring:
     cloud:
       nacos:
         server-addr: localhost:8848
         discovery:
           cluster-name: HZ # 集群名称		
   

2. 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

• 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。

• 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，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

• 如果权重修改为0，则该实例永远不会被访问

在弹出的编辑窗口，修改权重：

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：

点击页面新增按钮，添加一个namespace：

2. 给微服务配置namespace

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ
        namespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间，填ID

六、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