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,扩展性差(维护困难、升级困难)适合小型项目
分布式架构:根据业务功能对系统做拆分,每个业务功能模块作为独立项目开发,称为一个服务。
优点: 降低服务耦合,有利于服务升级和拓展
缺点: 服务调用关系错综复杂,架构复杂,难度大。适合大型互联网项目
分布式架构虽然降低了服务耦合,但是服务拆分时也有很多问题需要思考:
人们需要制定一套行之有效的标准来约束分布式架构。
微服务的架构特征:
微服务的上述特性其实是在给分布式架构制定一个标准,进一步降低服务之间的耦合度,提供服务的独立性和灵活性。做到高内聚,低耦合。
因此,可以认为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
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。他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。其中常见的组件包括:
Dubbo,SpringCloud,SpringCloudAlibaba技术对比:
SpringCloud底层是依赖于SpringBoot的,并且有版本的兼容关系,如下:
** 注意事项:**
cloud-demo:父工程,管理依赖
server:
port: 8080
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud-order?useSSL=false&serverTimezone=UTC
username: root
password: 12345678
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
mybatis:
type-aliases-package: cn.itcast.user.pojo
configuration:
map-underscore-to-camel-case: true
logging:
level:
cn.itcast: debug
pattern:
dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
@GetMapping("{orderId}")
public Order queryOrderByUserId(@PathVariable("orderId") Long orderId) {
return orderService.queryOrderById(orderId);
}
server:
port: 8081
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud-user?useSSL=false&serverTimezone=UTC
username: root
password: 12345678
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
mybatis:
type-aliases-package: cn.itcast.user.pojo
configuration:
map-underscore-to-camel-case: true
logging:
level:
cn.itcast: debug
pattern:
dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
@GetMapping("/{id}")
public User queryById(@PathVariable("id") Long id) {
return userService.queryById(id);
}
修改order-service中的根据id查询订单业务,要求在查询订单的同时,根据订单中包含的userId查询出用户信息,一起返回。
在order-service中 向user-service发起一个http的请求,调用http://localhost:8081/user/{userId}接口
1.注册RestTemplate的实例到Spring容器
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
}
@Bean
public RestTemplate restTemplate() {
return new RestTemplate();
}
}
2.修改order-service服务中的queryOrderById方法
@Service
public class OrderService {
@Autowired
private OrderMapper orderMapper;
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
public Order queryOrderById(Long orderId) {
// 1.查询订单
Order order = orderMapper.findById(orderId);
//利用restTemplate发送http请求
String url = "http://localhost:8081/user/"+order.getUserId();
//url路径,返回值类型
User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
order.setUser(user);
// 4.返回
return order;
}
}
思考:
1.order-service在发起远程调用的时候,该如何得知user-service实例的ip地址和端口?
2.有多个user-service实例地址,order-service调用时该如何选择?
3.order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康,是不是已经宕机?
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)
服务既可以是服务提供者,也可以是服务消费者。
order-service在发起远程调用的时候,该如何得知user-service实例的ip地址和端口?
一个微服务,既可以是服务提供者,又可以是服务消费者,因此eureka将服务注册、服务发现等功能统一封装到了eureka-client端
注册中心服务端:eureka-server,这必须是一个独立的微服务
1.在cloud-demo父工程下,创建一个子模块:
2.引入eureka-server依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-serverartifactId>
dependency>
3.编写启动类,添加@EnableEurekaServer注解,开启eureka的注册中心功能
package cn.itcast.eureka;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);
}
}
4.编写配置文件
server:
port: 10086
spring:
application:
name: eureka-server
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
5.启动微服务,访问http://127.0.0.1:10086
1.user-service,order-service注册到eureka-server中
1.1引入eureka-client依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-clientartifactId>
dependency>
1.2修改配置文件
server:
port: 8081/8080
spring:
application:
name: userservice/orderservice
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud-user?useSSL=false&serverTimezone=UTC
username: root
password: 12345678
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
mybatis:
type-aliases-package: cn.itcast.user.pojo
configuration:
map-underscore-to-camel-case: true
logging:
level:
cn.itcast: debug
pattern:
dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
2.创建user-service的多个实例,复制原来的user-service启动配置,设置新的端口号:
3.在order-service的启动类中,给RestTemplate添加@LoadBalanced注解,实现负载均衡
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
}
@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}
4.修改order-service中的queryOrderById方法,用服务名代替ip、端口
@Service
@Slf4j
public class OrderService {
@Autowired
private OrderMapper orderMapper;
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
public Order queryOrderById(Long orderId) {
// 1.查询订单
Order order = orderMapper.findById(orderId);
//利用restTemplate发送http请求
//String url = "http://localhost:8081/user/"+order.getUserId();
String url = "http://userservice/user/"+order.getUserId();
//url路径,返回值类型
User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
order.setUser(user);
// 4.返回
return order;
}
}
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将http://userservice/user/1请求拦截下来,帮忙找到真实地址http://localhost:8081.
LoadBalancerInterceptor类对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。即根据service名称,获取到了服务实例的ip和端口。
public class LoadBalancerInterceptor implements ClientHttpRequestInterceptor {
......
public ClientHttpResponse intercept(final HttpRequest request, final byte[] body, final ClientHttpRequestExecution execution) throws IOException {
//获取请求uri,本例中就是 http://user-service/user/8
URI originalUri = request.getURI();
//获取uri路径的主机名,其实就是服务id,user-service
String serviceName = originalUri.getHost();
Assert.state(serviceName != null, "Request URI does not contain a valid hostname: " + originalUri);
//this.loadBalancer.execute()处理服务id,和用户请求。
return (ClientHttpResponse)this.loadBalancer.execute(serviceName, this.requestFactory.createRequest(request, body, execution));
}
}
this.loadBalancer.execute()方法:
public <T> T execute(String serviceId, LoadBalancerRequest<T> request, Object hint) throws IOException {
//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
ILoadBalancer loadBalancer = this.getLoadBalancer(serviceId);
//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8081端口的服务
//127.0.0.1:8081
Server server = this.getServer(loadBalancer, hint);
if (server == null) {
throw new IllegalStateException("No instances available for " + serviceId);
} else {
RibbonLoadBalancerClient.RibbonServer ribbonServer = new RibbonLoadBalancerClient.RibbonServer(serviceId, server, this.isSecure(server, serviceId), this.serverIntrospector(serviceId).getMetadata(server));
return this.execute(serviceId, (ServiceInstance)ribbonServer, (LoadBalancerRequest)request);
}
}
总结
Ribbon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:
1.RibbonLoadBalancerClient拦截RestTemplate请求http://userservice/user/1,从请求url中获取服务名称user-service
2.DynamicServerListLoadBalancer根据user-service到eureka拉取服务列表
3.eureka返回列表,localhost:8081、localhost:8082
4.IRule利用内置负载均衡规则,从列表中选择一个,例如localhost:8081
5.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
负载均衡的规则都定义在IRule接口中,IRule的实现类:
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。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,根据zone选择服务列表,然后轮询,是一种轮询方案
方式一:在order-service启动类中,定义一个新的IRule(所有服务都生效)
配置灵活,但修改时需要重新打包发布
@MapperScan("cn.itcast.order.mapper")
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
}
@Bean
public IRule randomRule(){
return new RandomRule();
}
@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}
2.在order-service的配置文件中修改负载均衡规则(只有当前服务生效)
直观方便,无需重新打包发布,但是无法全局配置
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
一般用默认的负载均衡规则,不做修改
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。
饥饿加载则会在项目启动时创建,降低第一次访问的耗时,配置开启饥饿加载:
ribbon:
eager-load:
enabled: true #开启饥饿家啊在
clients: #指定饥饿加载的服务名称
- userservice
- orderservice
1.nacos安装参考:
2.user-service基础代码
启动类代码
@MapperScan("cn.itcast.user.mapper")
@SpringBootApplication
public class UserApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(UserApplication.class, args);
}
}
controller代码
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
@Autowired
private UserService userService;
/**
* @param id 用户id
* @return 用户
*/
@GetMapping("/{id}")
public User queryById(@PathVariable("id") Long id) {
return userService.queryById(id);
}
}
application.yml配置文件
server:
port: 8081
application:
name: userservice
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud-user?useSSL=false&serverTimezone=UTC
username: root
password: 12345678
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
mybatis:
type-aliases-package: cn.itcast.user.pojo
configuration:
map-underscore-to-camel-case: true
logging:
level:
cn.itcast: debug
pattern:
dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
3.order-service的基础代码
启动类代码
@MapperScan("cn.itcast.order.mapper")
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
}
@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}
controller代码
@RestController
@RequestMapping("order")
public class OrderController {
@Autowired
private OrderService orderService;
@GetMapping("{orderId}")
public Order queryOrderByUserId(@PathVariable("orderId") Long orderId) {
return orderService.queryOrderById(orderId);
}
}
application.yml配置文件
server:
port: 8080
application:
name: orderservice #服务名称
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud-order?useSSL=false&serverTimezone=UTC
username: root
password: 12345678
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
mybatis:
type-aliases-package: cn.itcast.user.pojo
configuration:
map-underscore-to-camel-case: true
logging:
level:
cn.itcast: debug
pattern:
dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
4.引入依赖
在父工程引入SpringCloudAlibaba的依赖:
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependenciesartifactId>
<version>2.2.6.RELEASEversion>
<type>pomtype>
<scope>importscope>
dependency>
在user-service和order-service中的pom文件中引入nacos-discovery依赖:
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
dependency>
5.在user-service和order-service中的application.yml中添加nacos地址:
server:
port: 8081/8080
spring:
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
application:
name: userservice/orderservice
6.重启微服务,登录nacos管理页面
7.访问测试两个userservice都会被访问到,Nacos客户端引入的时候,会关联引入Ribbon的依赖包,负载均衡同上。
一个服务可以有多个实例,为了方便管理,需将实例划分为多个集群,即一个服务可以包含多个集群,每个集群下可以有多个实例。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。
给user-service/order-service服务配置集群:
spring:
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
discovery:
cluster-name: HZ/SH # 集群名称
添加集群之后,仍旧是轮询调用,默认的ZoneAvoidanceRule
并不能实现根据同集群优先来实现负载均衡,需要修改order-service的application.yml文件,修改负载均衡规则,优先从同集群中挑选实例。
server:
port: 8080
spring:
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
discovery:
cluster-name: HZ
application:
name: orderservice #服务名称
userservice:
ribbon:
NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则
优先从同集群中挑选实例的默认情况下是从同集群内随机挑选,现实可能会存在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,希望性能好的机器承担更多的用户请求。通过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。
Nacos提供了namespace来实现环境隔离功能,不同namespace之间相互隔离,例如不同namespace的服务互相不可见。
Namespace:命名空间,对不同的环境进行隔离,比如隔离开发环境、测试环境和生产环境
Group:分组,将若干个服务或者若干个配置集归为一组,通常习惯一个系统归为一个组
Service:某一个服务,比如商品微服务
DataId:配置集或者可以认为是一个配置文件
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:
给微服务配置namespace只能通过修改配置来实现
spring:
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
discovery:
cluster-name: HZ
namespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间,填ID
访问order-service,因为namespace不同,会导致找不到userservice,控制台会报错:
Nacos与eureka的共同点
Nacos与Eureka的区别
Nacos的服务实例分为两种l类型:
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
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。需要统一配置管理方案,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:
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。
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,提前得到nacos地址,流程如下:
2.1在user-service服务中,引入nacos-config的客户端依赖:
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-configartifactId>
dependency>
2.2在user-service中添加一个bootstrap.yaml文件
spring:
application:
name: userservice # 服务名称
profiles:
active: dev #环境
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848 # Nacos地址
config:
file-extension: yaml # 文件后缀名
会根据spring.cloud.nacos.server-addr获取nacos地址,再根据 s p r i n g . a p p l i c a t i o n . n a m e − {spring.application.name}- spring.application.name−{spring.profiles.active}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}作为文件id,即userservice-dev.yaml来读取配置。
2.3在user-service中的UserController中添加业务逻辑,读取到配置信息:
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
@Autowired
private UserService userService;
@Value("${pattern.dateformat}")
private String dateformat;
@GetMapping("now")
public String now(){
return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(dateformat));
}
/**
* @param id 用户id
* @return 用户
*/
@GetMapping("/{id}")
public User queryById(@PathVariable("id") Long id) {
return userService.queryById(id);
}
}
配置热更新:修改nacos中的配置后,微服务中无需重启即可让配置生效
userservice-dev文件配置详情:
userservice文件配置详情:
方式一:在@Value注入的变量所在类上添加注解@RefreshScope注解,这个类是热更新。
@RestController
@RequestMapping("/user")
@RefreshScope
public class UserController {
@Autowired
private UserService userService;
@Value("${pattern.dateformat}")
private String dateformat;
@GetMapping("now")
public String now(){
return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(properties.getDateformat()));
}
}
方式二:添加一个类,读取配置文件,使用@ConfigurationProperties注解
@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "pattern")
public class PatternProperties {
private String dateformat;
private String envSharedValue;
}
访问代码:
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
@Autowired
private UserService userService;
@Autowired
private PatternProperties properties;
@GetMapping("prop")
public PatternProperties prop(){
return properties;
}
}
运行两个UserApplication,使用不同的profile:
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:
配置共享的优先级:
nacos中的当前环境配置>nacos中的共享配置>本地配置