SpringCloud微服务架构 --- 基础篇

一、认识微服务

1.1、服务架构演变

1.1.1、单体架构

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。

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第1张图片

单体架构的优缺点如下:

优点:

  • 架构简单
  • 部署成本低

缺点:

  • 耦合度高(维护困难、升级困难)

1.1.2、分布式架构

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。

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第2张图片

分布式架构的优缺点:

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

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:

  • 服务拆分的粒度如何界定?
  • 服务集群地址如何维护?
  • 服务之间如何实现远程调用?
  • 服务健康状态如何感知?

人们需要制定一套行之有效的标准来约束分布式架构。

1.1.3、微服务

微服务的架构特征:

  • 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
  • 自治:团队独立、技术独立、数据独立,独立部署和交付
  • 面向服务:服务提供统一标准的接口,与语言和技术无关
  • 隔离性强:服务调用做好隔离、容错、降级,避免出现级联问题

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第3张图片

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

但方案该怎么落地?选用什么样的技术栈?全球的互联网公司都在积极尝试自己的微服务落地方案。

其中在Java领域最引人注目的就是SpringCloud提供的方案了。

1.1.4、总结

单体架构特点?

  • 简单方便,高度耦合,扩展性差,适合小型项目。例如:学生管理系统

分布式架构特点?

  • 松耦合,扩展性好,但架构复杂,难度大。适合大型互联网项目,例如:京东、淘宝

微服务:一种良好的分布式架构方案

  • 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是微服务架构的一站式解决方案,集成了各种优秀微服务功能组件

1.2、微服务技术对比

1.2.1、微服务结构

微服务这种方案需要技术框架来落地,全球的互联网公司都在积极尝试自己的微服务落地技术。在国内最知名的就是SpringCloud和阿里巴巴的Dubbo。

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1.2.2、微服务对比

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1.3、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,从而提供了良好的开箱即用体验:

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二、微服务拆分和远程调用

2.1、服务拆分原则

  • 不同微服务,不要重复开发相同业务
  • 微服务数据独立,不要访问其它微服务的数据库
  • 微服务可以将自己的业务暴露为接口,供其它微服务调用

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第8张图片

2.2、服务拆分示例

cloud-demo:父工程,管理依赖

  • order-service:订单微服务,负责订单相关业务
  • user-service:用户微服务,负责用户相关业务

要求:

  • 订单微服务和用户微服务都必须有各自的数据库,相互独立
  • 订单服务和用户服务都对外暴露Restful的接口
  • 订单服务如果需要查询用户信息,只能调用用户服务的Restful接口,不能查询用户数据库

2.2.1、导入Sql语句

2.2.2、导入demo工程

三、Eureka注册中心

3.1、Eureka原理

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第9张图片

消费者该如何获取服务提供者具体信息?

  • 服务提供者启动时向eureka注册自己的信息
  • eureka保存这些信息
  • 消费者根据服务名称向eureka拉取提供者信息

如果有多个服务提供者,消费者该如何选择?

  • 服务消费者利用负载均衡算法,从服务列表中挑选一个

消费者如何感知服务提供者健康状态?

  • 服务提供者会每隔30秒向EurekaServer发送心跳请求,报告健康状态
  • eureka会更新记录服务列表信息,心跳不正常会被剔除
  • 消费者就可以拉取到最新的信息

在Eureka架构中,微服务角色有两类:

  • EurekaServer:服务端,注册中心

    • 记录服务信息
    • 心跳监控
  • EurekaClient:客户端

    • Provider:服务提供者,例如案例中的 user-service

      • 注册自己的信息到EurekaServer
      • 每隔30秒向EurekaServer发送心跳
    • consumer:服务消费者,例如案例中的 order-service

      • 根据服务名称从EurekaServer拉取服务列表

      • 基于服务列表做负载均衡,选中一个微服务后发起远程调用

3.2、搭建EurekaServer

3.2.1、创建eureka-server服务

3.2.2、引入eureka依赖

引入SpringCloud为eureka提供的starter依赖:

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

3.2.3、编写启动类

给eureka-server服务编写一个启动类,一定要添加一个@EnableEurekaServer注解,开启eureka的注册中心功能:

package cn.test.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);
    }
}

3.2.4、编写配置文件

编写一个application.yml文件,内容如下:

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

3.2.5、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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第10张图片

3.3、服务注册

3.3.1、引入依赖

在user-service的pom文件中,引入下面的eureka-client依赖:

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

3.3.2、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: userservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3.3.3、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。

3.4、服务发现

3.4.1、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:

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

3.4.2、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: orderservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3.4.3、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:

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。

3.5、总结

搭建EurekaServer

  • 引入eureka-server依赖

  • 添加@EnableEurekaServer注解

  • 在application.yml中配置eureka地址

服务注册

  • 引入eureka-client依赖

  • 在application.yml中配置eureka地址

服务发现

  • 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负载均衡原理

4.1、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。

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第11张图片

4.2、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:

4.2.1、LoadBalancerIntercepor

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第12张图片
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/8
  • originalUri.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.loadBalancerLoadBalancerClient类型,我们继续跟入。

4.2.2、LoadBalancerClient

继续跟入execute方法:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第13张图片
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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第14张图片

果然实现了负载均衡。

4.2.3、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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第15张图片

我们继续跟入:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第16张图片

继续跟踪源码chooseServer方法,发现这么一段代码:

在这里插入图片描述

我们看看这个rule是谁:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第17张图片

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule,看类的介绍:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第18张图片
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。

4.2.4、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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第19张图片

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

4.3、负载均衡策略

4.3.1、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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第20张图片

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

4.3.2、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:
@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}
  1. 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。

4.4、懒加载

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
    clients: userservice

4.5、总结

Ribbon负载均衡规则

  • 规则接口是IRule

  • 默认实现是ZoneAvoidanceRule,根据zone选择服务列表,然后轮询

负载均衡自定义方式

  • 代码方式:配置灵活,但修改时需要重新打包发布

  • 配置方式:直观,方便,无需重新打包发布,但是无法做全局配置

饥饿加载

  • 开启饥饿加载

  • 指定饥饿加载的微服务名称

五、Nacose注册中心

5.1、认识和安装Nacos

5.1.1、Windows安装

5.1.1.1、下载安装包

在Nacos的GitHub页面,提供有下载链接,可以下载编译好的Nacos服务端或者源代码:

GitHub主页:https://github.com/alibaba/nacos

GitHub的Release下载页:https://github.com/alibaba/nacos/releases

如图:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第21张图片

5.1.1.2、解压

将这个包解压到任意非中文目录下,如图:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第22张图片

目录说明:

  • bin:启动脚本
  • conf:配置文件

5.1.1.3、端口配置

Nacos的默认端口是8848,如果你电脑上的其它进程占用了8848端口,请先尝试关闭该进程。

如果无法关闭占用8848端口的进程,也可以进入nacos的conf目录,修改配置文件中的端口:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第23张图片

5.1.1.4、启动

启动非常简单,进入bin目录,结构如下:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第24张图片

然后执行命令即可:

  • windows命令:

    startup.cmd -m standalone
    

执行后的效果如图:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第25张图片

5.1.1.5、访问

在浏览器输入地址:http://127.0.0.1:8848/nacos即可:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第26张图片
默认的账号和密码都是nacos,进入后:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第27张图片

5.1.2、Linux安装

5.1.2.1、安装JDK

Nacos依赖于JDK运行,索引Linux上也需要安装JDK才行。

上传jdk安装包:

上传到某个目录,例如:/usr/local/

然后解压缩:

tar -xvf jdk-8u144-linux-x64.tar.gz

然后重命名为java

配置环境变量:

export JAVA_HOME=/usr/local/java
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

设置环境变量:

source /etc/profile

5.1.2.2、上传安装包

如图:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第28张图片

上传到Linux服务器的某个目录,例如/usr/local/src目录下:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第29张图片

5.1.2.3、解压

命令解压缩安装包:

tar -xvf nacos-server-1.4.1.tar.gz

然后删除安装包:

rm -rf nacos-server-1.4.1.tar.gz

目录中最终样式:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第30张图片

目录内部:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第31张图片

5.1.2.4、端口配置

与windows中类似

5.1.2.5、启动

在nacos/bin目录中,输入命令启动Nacos:

sh startup.sh -m standalone

5.2、Nacos快速入门

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

5.2.1、引入依赖

在cloud-demo父工程的pom文件中的中引入SpringCloudAlibaba的依赖:

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

然后在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>

注意:不要忘了注释掉eureka的依赖。

5.2.2、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

5.2.3、重启

重启微服务后,登录nacos管理页面,可以看到微服务信息:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第32张图片

总结:

Nacos服务搭建

  • 下载安装包
  • 解压
  • 在bin目录下运行指令:startup.cmd -m standalone

Nacos服务注册或发现

  • 引入nacos.discovery依赖
  • 配置nacos地址spring.cloud.nacos.server-addr

5.3、Nacos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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第33张图片

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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第34张图片

杭州机房内的order-service应该优先访问同机房的user-service。

总结:

Nacos服务分级存储模型

  • 一级是服务,例如userservice
  • 二级是集群,例如杭州或上海
  • 三级是实例,例如杭州机房的某台部署了userservice的服务器

如何设置实例的集群属性

  • 修改application.yml文件,添加spring.cloud.nacos.discovery.cluster-name属性即可

5.3.1、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:8848
      discovery:
        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:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第35张图片
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:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第36张图片

启动UserApplication3后再次查看nacos控制台:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第37张图片

5.3.2、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:8848
      discovery:
        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 

NacosRule负载均衡策略

  • 优先选择同集群服务实例列表
  • 本地集群找不到提供者,才去其它集群寻找,并且会报警告
  • 确定了可用实例列表后,再采用随机负载均衡挑选实例

5.4、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:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第38张图片
在弹出的编辑窗口,修改权重:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第39张图片

注意:如果权重修改为0,则该实例永远不会被访问

5.5、Nacos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

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第40张图片

5.5.1、创建namespace

默认情况下,所有service、data、group都在同一个namespace,名为public:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第41张图片

我们可以点击页面新增按钮,添加一个namespace:

在这里插入图片描述
然后,填写表单:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第42张图片

就能在页面看到一个新的namespace:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第43张图片

5.5.2、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:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ
        namespace: 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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第44张图片
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第45张图片

此时访问order-service,因为namespace不同,会导致找不到userservice,控制台会报错:

在这里插入图片描述

总结:

Nacos环境隔离

  • 每个namespace都有唯一id
  • 服务设置namespace时要写id而不是名称
  • 不同namespace下的服务互相不可见

5.6、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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第46张图片

  • 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

六、Nacos配置管理

6.1、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。

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第47张图片
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。

6.1.1、在nacos中添加配置文件

如何在nacos中管理配置呢?
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第48张图片

然后在弹出的表单中,填写配置信息:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第49张图片

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。

6.1.2、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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第50张图片

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:


<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-configartifactId>
dependency>

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

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第51张图片

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:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第52张图片

完整代码:

@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));
    }
    // ...略
}

在页面访问,可以看到效果:

在这里插入图片描述

总结:

将配置交给Nacos管理的步骤

  • 在Nacos中添加配置文件
  • 在微服务中引入nacos的config依赖
  • 在微服务中添加bootstrap.yml,配置nacos地址、当前环境、服务名称、文件后缀名。这些决定了程序启动时去nacos读取哪个文件

6.2、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:

6.2.1.方式一

在@Value注入的变量所在类上添加注解@RefreshScope:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第53张图片

6.2.2、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:

@Component
@Data
@ConfigurationProperties(prefix = "pattern")
public class PatternProperties {
    private String dateformat;
}

在UserController中使用这个类代替@Value:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第54张图片

完整代码:

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Autowired
    private PatternProperties patternProperties;

    @GetMapping("now")
    public String now(){
        return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(patternProperties.getDateformat()));
    }

    // 略
}

总结:

Nacos配置更改后,微服务可以实现热更新,方式:

  • 通过@Value注解注入,结合@RefreshScope来刷新
  • 通过@ConfigurationProperties注入,自动刷新

注意事项:

  • 不是所有的配置都适合放到配置中心,维护起来比较麻烦

  • 建议将一些关键参数,需要运行时调整的参数放到nacos配置中心,一般都是自定义配置

6.3、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

[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

6.3.1、添加一个环境共享配置

我们在nacos中添加一个userservice.yaml文件:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第55张图片

6.3.2、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:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第56张图片

在user-service服务中,修改UserController,添加一个方法:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第57张图片

6.3.3、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:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第58张图片

访问http://localhost:8082/user/prop,结果:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第59张图片

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。

6.3.4、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:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第60张图片
总结:

微服务默认读取的配置文件:

  • [服务名]-[spring.profile.active].yaml,默认配置
  • [服务名].yaml,多环境共享

不同微服务共享的配置文件:

  • 通过shared-configs指定
  • 通过extension-configs指定

优先级:

  • 环境配置 >服务名.yaml > extension-config > extension-configs > shared-configs > 本地配置

6.2、搭建Nacos集群

6.2.1、集群结构图

官方给出的Nacos集群图:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第61张图片

其中包含3个nacos节点,然后一个负载均衡器代理3个Nacos。这里负载均衡器可以使用nginx。

我们计划的集群结构:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第62张图片

三个nacos节点的地址:

节点 ip port
nacos1 192.168.150.1 8845
nacos2 192.168.150.1 8846
nacos3 192.168.150.1 8847

6.2.2、搭建集群

搭建集群的基本步骤:

  • 搭建数据库,初始化数据库表结构
  • 下载nacos安装包
  • 配置nacos
  • 启动nacos集群
  • nginx反向代理

6.2.2.1、初始化数据库

Nacos默认数据存储在内嵌数据库Derby中,不属于生产可用的数据库。

官方推荐的最佳实践是使用带有主从的高可用数据库集群,这里我们以单点的数据库为例来讲解。

首先新建一个数据库,命名为nacos,而后导入下面的SQL:

CREATE TABLE `config_info` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `content` longtext NOT NULL COMMENT 'content',
  `md5` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'md5',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  `src_user` text COMMENT 'source user',
  `src_ip` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT 'source ip',
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL,
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT '租户字段',
  `c_desc` varchar(256) DEFAULT NULL,
  `c_use` varchar(64) DEFAULT NULL,
  `effect` varchar(64) DEFAULT NULL,
  `type` varchar(64) DEFAULT NULL,
  `c_schema` text,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_configinfo_datagrouptenant` (`data_id`,`group_id`,`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='config_info';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = config_info_aggr   */
/******************************************/
CREATE TABLE `config_info_aggr` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'group_id',
  `datum_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'datum_id',
  `content` longtext NOT NULL COMMENT '内容',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL COMMENT '修改时间',
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL,
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT '租户字段',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_configinfoaggr_datagrouptenantdatum` (`data_id`,`group_id`,`tenant_id`,`datum_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='增加租户字段';


/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = config_info_beta   */
/******************************************/
CREATE TABLE `config_info_beta` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'group_id',
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT 'app_name',
  `content` longtext NOT NULL COMMENT 'content',
  `beta_ips` varchar(1024) DEFAULT NULL COMMENT 'betaIps',
  `md5` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'md5',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  `src_user` text COMMENT 'source user',
  `src_ip` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT 'source ip',
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT '租户字段',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_configinfobeta_datagrouptenant` (`data_id`,`group_id`,`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='config_info_beta';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = config_info_tag   */
/******************************************/
CREATE TABLE `config_info_tag` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'group_id',
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT 'tenant_id',
  `tag_id` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'tag_id',
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT 'app_name',
  `content` longtext NOT NULL COMMENT 'content',
  `md5` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'md5',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  `src_user` text COMMENT 'source user',
  `src_ip` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT 'source ip',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_configinfotag_datagrouptenanttag` (`data_id`,`group_id`,`tenant_id`,`tag_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='config_info_tag';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = config_tags_relation   */
/******************************************/
CREATE TABLE `config_tags_relation` (
  `id` bigint(20) NOT NULL COMMENT 'id',
  `tag_name` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'tag_name',
  `tag_type` varchar(64) DEFAULT NULL COMMENT 'tag_type',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'group_id',
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT 'tenant_id',
  `nid` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  PRIMARY KEY (`nid`),
  UNIQUE KEY `uk_configtagrelation_configidtag` (`id`,`tag_name`,`tag_type`),
  KEY `idx_tenant_id` (`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='config_tag_relation';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = group_capacity   */
/******************************************/
CREATE TABLE `group_capacity` (
  `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
  `group_id` varchar(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'Group ID,空字符表示整个集群',
  `quota` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '配额,0表示使用默认值',
  `usage` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '使用量',
  `max_size` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '单个配置大小上限,单位为字节,0表示使用默认值',
  `max_aggr_count` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '聚合子配置最大个数,,0表示使用默认值',
  `max_aggr_size` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '单个聚合数据的子配置大小上限,单位为字节,0表示使用默认值',
  `max_history_count` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '最大变更历史数量',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_group_id` (`group_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='集群、各Group容量信息表';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = his_config_info   */
/******************************************/
CREATE TABLE `his_config_info` (
  `id` bigint(64) unsigned NOT NULL,
  `nid` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `data_id` varchar(255) NOT NULL,
  `group_id` varchar(128) NOT NULL,
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT 'app_name',
  `content` longtext NOT NULL,
  `md5` varchar(32) DEFAULT NULL,
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  `src_user` text,
  `src_ip` varchar(50) DEFAULT NULL,
  `op_type` char(10) DEFAULT NULL,
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT '租户字段',
  PRIMARY KEY (`nid`),
  KEY `idx_gmt_create` (`gmt_create`),
  KEY `idx_gmt_modified` (`gmt_modified`),
  KEY `idx_did` (`data_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='多租户改造';


/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = tenant_capacity   */
/******************************************/
CREATE TABLE `tenant_capacity` (
  `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
  `tenant_id` varchar(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'Tenant ID',
  `quota` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '配额,0表示使用默认值',
  `usage` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '使用量',
  `max_size` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '单个配置大小上限,单位为字节,0表示使用默认值',
  `max_aggr_count` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '聚合子配置最大个数',
  `max_aggr_size` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '单个聚合数据的子配置大小上限,单位为字节,0表示使用默认值',
  `max_history_count` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '最大变更历史数量',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_tenant_id` (`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='租户容量信息表';


CREATE TABLE `tenant_info` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `kp` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'kp',
  `tenant_id` varchar(128) default '' COMMENT 'tenant_id',
  `tenant_name` varchar(128) default '' COMMENT 'tenant_name',
  `tenant_desc` varchar(256) DEFAULT NULL COMMENT 'tenant_desc',
  `create_source` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'create_source',
  `gmt_create` bigint(20) NOT NULL COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` bigint(20) NOT NULL COMMENT '修改时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_tenant_info_kptenantid` (`kp`,`tenant_id`),
  KEY `idx_tenant_id` (`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='tenant_info';

CREATE TABLE `users` (
	`username` varchar(50) NOT NULL PRIMARY KEY,
	`password` varchar(500) NOT NULL,
	`enabled` boolean NOT NULL
);

CREATE TABLE `roles` (
	`username` varchar(50) NOT NULL,
	`role` varchar(50) NOT NULL,
	UNIQUE INDEX `idx_user_role` (`username` ASC, `role` ASC) USING BTREE
);

CREATE TABLE `permissions` (
    `role` varchar(50) NOT NULL,
    `resource` varchar(255) NOT NULL,
    `action` varchar(8) NOT NULL,
    UNIQUE INDEX `uk_role_permission` (`role`,`resource`,`action`) USING BTREE
);

INSERT INTO users (username, password, enabled) VALUES ('nacos', '$2a$10$EuWPZHzz32dJN7jexM34MOeYirDdFAZm2kuWj7VEOJhhZkDrxfvUu', TRUE);

INSERT INTO roles (username, role) VALUES ('nacos', 'ROLE_ADMIN');

6.2.2.2、下载nacos

nacos在GitHub上有下载地址:https://github.com/alibaba/nacos/tags,可以选择任意版本下载。

6.2.2.3、配置Nacos

将这个包解压到任意非中文目录下,如图:
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第63张图片

目录说明:

  • bin:启动脚本
  • conf:配置文件

进入nacos的conf目录,修改配置文件cluster.conf.example,重命名为cluster.conf:

然后添加内容:

127.0.0.1:8845
127.0.0.1.8846
127.0.0.1.8847

然后修改application.properties文件,添加数据库配置

spring.datasource.platform=mysql

db.num=1

db.url.0=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user.0=root
db.password.0=123

6.2.2.4、启动

将nacos文件夹复制三份,分别命名为:nacos1、nacos2、nacos3

然后分别修改三个文件夹中的application.properties,

nacos1:

server.port=8845

nacos2:

server.port=8846

nacos3:

server.port=8847

然后分别启动三个nacos节点:

startup.cmd

6.2.2.5、nginx反向代理

找到nginx安装包,解压到任意非中文目录下:

修改conf/nginx.conf文件,配置如下:

upstream nacos-cluster {
    server 127.0.0.1:8845;
	server 127.0.0.1:8846;
	server 127.0.0.1:8847;
}

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

    location /nacos {
        proxy_pass http://nacos-cluster;
    }
}

而后在浏览器访问:http://localhost/nacos即可。

代码中application.yml文件配置如下:

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:80 # Nacos地址

6.2.2.6、优化

  • 实际部署时,需要给做反向代理的nginx服务器设置一个域名,这样后续如果有服务器迁移nacos的客户端也无需更改配置.

  • Nacos的各个节点应该部署到多个不同服务器,做好容灾和隔离

总结:

集群搭建步骤:

  • 搭建MySQL集群并初始化数据库表
  • 下载解压nacos
  • 修改集群配置(节点信息)、数据库配置
  • 分别启动多个nacos节点
  • nginx反向代理

七、Feign远程调用

先来看我们以前利用RestTemplate发起远程调用的代码:
在这里插入图片描述

存在下面的问题:

•代码可读性差,编程体验不统一

•参数复杂URL难以维护

Feign是一个声明式的http客户端,官方地址:https://github.com/OpenFeign/feign

其作用就是帮助我们优雅的实现http请求的发送,解决上面提到的问题。

7.1、Feign替代RestTemplate

Fegin的使用步骤如下:

7.1.1、引入依赖

我们在order-service服务的pom文件中引入feign的依赖:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeignartifactId>
dependency>

7.1.2、添加注解

在order-service的启动类添加注解开启Feign的功能:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第64张图片

7.1.3、编写Feign的客户端

在order-service中新建一个接口,内容如下:

@FeignClient("userservice")
public interface UserClient {
    @GetMapping("/user/{id}")
    User findById(@PathVariable("id") Long id);
}

这个客户端主要是基于SpringMVC的注解来声明远程调用的信息,比如:

  • 服务名称:userservice
  • 请求方式:GET
  • 请求路径:/user/{id}
  • 请求参数:Long id
  • 返回值类型:User

这样,Feign就可以帮助我们发送http请求,无需自己使用RestTemplate来发送了。

7.1.4、测试

修改order-service中的OrderService类中的queryOrderById方法,使用Feign客户端代替RestTemplate:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第65张图片

是不是看起来优雅多了。

7.1.5、总结

使用Feign的步骤:

① 引入依赖

② 添加@EnableFeignClients注解

③ 编写FeignClient接口

④ 使用FeignClient中定义的方法代替RestTemplate

7.2、自定义配置

Feign可以支持很多的自定义配置,如下表所示:

类型 作用 说明
feign.Logger.Level 修改日志级别 包含四种不同的级别:NONE、BASIC、HEADERS、FULL
feign.codec.Decoder 响应结果的解析器 http远程调用的结果做解析,例如解析json字符串为java对象
feign.codec.Encoder 请求参数编码 将请求参数编码,便于通过http请求发送
feign. Contract 支持的注解格式 默认是SpringMVC的注解
feign. Retryer 失败重试机制 请求失败的重试机制,默认是没有,不过会使用Ribbon的重试

一般情况下,默认值就能满足我们使用,如果要自定义时,只需要创建自定义的@Bean覆盖默认Bean即可。

下面以日志为例来演示如何自定义配置。

7.2.1、配置文件方式

基于配置文件修改feign的日志级别可以针对单个服务:

feign:  
  client:
    config: 
      userservice: # 针对某个微服务的配置
        loggerLevel: FULL #  日志级别 

也可以针对所有服务:

feign:  
  client:
    config: 
      default: # 这里用default就是全局配置,如果是写服务名称,则是针对某个微服务的配置
        loggerLevel: FULL #  日志级别 

而日志的级别分为四种:

  • NONE:不记录任何日志信息,这是默认值。
  • BASIC:仅记录请求的方法,URL以及响应状态码和执行时间
  • HEADERS:在BASIC的基础上,额外记录了请求和响应的头信息
  • FULL:记录所有请求和响应的明细,包括头信息、请求体、元数据。

7.2.2、Java代码方式

也可以基于Java代码来修改日志级别,先声明一个类,然后声明一个Logger.Level的对象:

public class DefaultFeignConfiguration  {
    @Bean
    public Logger.Level feignLogLevel(){
        return Logger.Level.BASIC; // 日志级别为BASIC
    }
}

如果要全局生效,将其放到启动类的@EnableFeignClients这个注解中:

@EnableFeignClients(defaultConfiguration = DefaultFeignConfiguration .class) 

如果是局部生效,则把它放到对应的@FeignClient这个注解中:

@FeignClient(value = "userservice", configuration = DefaultFeignConfiguration .class) 

总结:

Feign的日志配置:

  • 方式一是配置文件,feign.client.config.xxx.loggerLevel

    • 如果xxx是default则代表全局
    • 如果xxx是服务名称,例如userservice则代表某服务
  • 方式二是java代码配置Logger.Level这个Bean

    • 如果在@EnableFeignClients注解声明则代表全局
    • 如果在@FeignClient注解中声明则代表某服务

7.3、Feign使用优化

Feign底层发起http请求,依赖于其它的框架。其底层客户端实现包括:

  • URLConnection:默认实现,不支持连接池

  • Apache HttpClient :支持连接池

  • OKHttp:支持连接池

因此优化Feign的性能主要包括:

  • 使用连接池代替默认的URLConnection
  • 日志级别,最好用basic或none

这里我们用Apache的HttpClient来演示。

7.3.1、引入依赖

在order-service的pom文件中引入Apache的HttpClient依赖:


<dependency>
    <groupId>io.github.openfeigngroupId>
    <artifactId>feign-httpclientartifactId>
dependency>

7.3.2、配置连接池

在order-service的application.yml中添加配置:

feign:
  client:
    config:
      default: # default全局的配置
        loggerLevel: BASIC # 日志级别,BASIC就是基本的请求和响应信息
  httpclient:
    enabled: true # 开启feign对HttpClient的支持
    max-connections: 200 # 最大的连接数
    max-connections-per-route: 50 # 每个路径的最大连接数

总结

  • 日志级别尽量用basic

  • 使用HttpClient或OKHttp代替URLConnection

    • 引入feign-httpClient依赖

    • 配置文件开启httpClient功能,设置连接池参数

7.4、最佳实践

所谓最近实践,就是使用过程中总结的经验,最好的一种使用方式。

自习观察可以发现,Feign的客户端与服务提供者的controller代码非常相似:

feign客户端:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第66张图片

UserController:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第67张图片

有没有一种办法简化这种重复的代码编写呢?

7.4.1、继承方式

一样的代码可以通过继承来共享:

1)定义一个API接口,利用定义方法,并基于SpringMVC注解做声明。

2)Feign客户端和Controller都集成改接口
SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第68张图片

优点:

  • 简单
  • 实现了代码共享

缺点:

  • 服务提供方、服务消费方紧耦合

  • 参数列表中的注解映射并不会继承,因此Controller中必须再次声明方法、参数列表、注解

7.4.2、抽取方式

将Feign的Client抽取为独立模块,并且把接口有关的POJO、默认的Feign配置都放到这个模块中,提供给所有消费者使用。

例如,将UserClient、User、Feign的默认配置都抽取到一个feign-api包中,所有微服务引用该依赖包,即可直接使用。

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第69张图片

总结:

Feign的最佳实践:

  • 让controller和FeignClient继承同一接口
  • 将FeignClient、POJO、Feign的默认配置都定义到一个项目中,供所有消费者使用

7.4.3、实现基于抽取的最佳实践

7.4.3.1、抽取

首先创建一个module,命名为feign-api:

在feign-api中然后引入feign的starter依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeignartifactId>
dependency>

然后,order-service中编写的UserClient、User、DefaultFeignConfiguration都复制到feign-api项目中

7.4.3.2、在order-service中使用feign-api

首先,删除order-service中的UserClient、User、DefaultFeignConfiguration等类或接口。

在order-service的pom文件中中引入feign-api的依赖:

<dependency>
    <groupId>cn.test.demogroupId>
    <artifactId>feign-apiartifactId>
    <version>1.0version>
dependency>

修改order-service中的所有与上述三个组件有关的导包部分,改成导入feign-api中的包

7.4.3.3、重启测试

重启后,发现服务报错了:

这是因为UserClient现在在cn.test.feign.clients包下,

而order-service的@EnableFeignClients注解是在cn.test.order包下,不在同一个包,无法扫描到UserClient。

7.4.3.4、解决扫描包问题

方式一:

指定Feign应该扫描的包:

@EnableFeignClients(basePackages = "cn.test.feign.clients")

方式二:

指定需要加载的Client接口:

@EnableFeignClients(clients = {UserClient.class})

不同包的FeignClient的导入有两种方式:

  • 在@EnableFeignClients注解中添加basePackages,指定FeignClient所在的包
  • 在@EnableFeignClients注解中添加clients,指定具体FeignClient的字节码

总结:

实现最佳实践方式二的步骤如下:

  • 首先创建一个module,命名为feign-api,然后引入feign的starter依赖
  • 将order-service中编写的UserClient、User、 DefaultFeignConfiguration都复制到feign-api项目中
  • 在order-service中引入feign-api的依赖
  • 修改order-service中的所有与上述三个组件有关的import部分,改成导入feign-api中的包
  • 重启测试

八、Gateway服务网关

Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目,该项目是基于 Spring 5.0,Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等响应式编程和事件流技术开发的网关,它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。

8.1、为什么需要网关

Gateway网关是我们服务的守门神,所有微服务的统一入口。

网关的核心功能特性

  • 请求路由
  • 权限控制
  • 限流

架构图:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第70张图片

权限控制:网关作为微服务入口,需要校验用户是是否有请求资格,如果没有则进行拦截。

路由和负载均衡:一切请求都必须先经过gateway,但网关不处理业务,而是根据某种规则,把请求转发到某个微服务,这个过程叫做路由。当然路由的目标服务有多个时,还需要做负载均衡。

限流:当请求流量过高时,在网关中按照下流的微服务能够接受的速度来放行请求,避免服务压力过大。

在SpringCloud中网关的实现包括两种:

  • gateway
  • zuul

Zuul是基于Servlet的实现,属于阻塞式编程。而SpringCloudGateway则是基于Spring5中提供的WebFlux,属于响应式编程的实现,具备更好的性能。

总结:

网关的作用:

  • 对用户请求做身份认证、权限校验
  • 将用户请求路由到微服务,并实现负载均衡
  • 对用户请求做限流

8.2、gateway快速入门

下面,我们就演示下网关的基本路由功能。基本步骤如下:

  1. 创建SpringBoot工程gateway,引入网关依赖
  2. 编写启动类
  3. 编写基础配置和路由规则
  4. 启动网关服务进行测试

8.2.1、创建gateway服务,引入依赖

创建服务,引入依赖:


<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gatewayartifactId>
dependency>

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
dependency>

8.2.2、编写启动类

@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {

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

8.2.3、编写基础配置和路由规则

创建application.yml文件,内容如下:

server:
  port: 10010 # 网关端口
spring:
  application:
    name: gateway # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos地址
    gateway:
      routes: # 网关路由配置
        - id: user-service # 路由id,自定义,只要唯一即可
          # uri: http://127.0.0.1:8081 # 路由的目标地址 http就是固定地址
          uri: lb://userservice # 路由的目标地址 lb就是负载均衡,后面跟服务名称
          predicates: # 路由断言,也就是判断请求是否符合路由规则的条件
            - Path=/user/** # 这个是按照路径匹配,只要以/user/开头就符合要求

我们将符合Path 规则的一切请求,都代理到 uri参数指定的地址。

本例中,我们将 /user/**开头的请求,代理到lb://userservice,lb是负载均衡,根据服务名拉取服务列表,实现负载均衡。

8.2.4、重启测试

重启网关,访问http://localhost:10010/user/1时,符合/user/**规则,请求转发到uri:http://userservice/user/1,得到了结果:

8.2.5、网关路由的流程图

整个访问的流程如下:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第71张图片

总结:

网关搭建步骤:

  1. 创建项目,引入nacos服务发现和gateway依赖

  2. 配置application.yml,包括服务基本信息、nacos地址、路由

路由配置包括:

  1. 路由id:路由的唯一标示

  2. 路由目标(uri):路由的目标地址,http代表固定地址,lb代表根据服务名负载均衡

  3. 路由断言(predicates):判断路由的规则,

  4. 路由过滤器(filters):对请求或响应做处理

8.3、断言工厂

网关路由可以配置的内容包括:

  • 路由id:路由唯一标示
  • uri:路由目的地,支持lb和http两种
  • predicates:路由断言,判断请求是否符合要求,符合则转发到路由目的地
  • filters:路由过滤器,处理请求或响应

我们在配置文件中写的断言规则只是字符串,这些字符串会被Predicate Factory读取并处理,转变为路由判断的条件

例如Path=/user/**是按照路径匹配,这个规则是由

org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory类来

处理的,像这样的断言工厂在SpringCloudGateway还有十几个:

名称 说明 示例
After 是某个时间点后的请求 - After=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Before 是某个时间点之前的请求 - Before=2031-04-13T15:14:47.433+08:00[Asia/Shanghai]
Between 是某两个时间点之前的请求 - Between=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver], 2037-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Cookie 请求必须包含某些cookie - Cookie=chocolate, ch.p
Header 请求必须包含某些header - Header=X-Request-Id, \d+
Host 请求必须是访问某个host(域名) - Host=.somehost.org,.anotherhost.org
Method 请求方式必须是指定方式 - Method=GET,POST
Path 请求路径必须符合指定规则 - Path=/red/{segment},/blue/**
Query 请求参数必须包含指定参数 - Query=name, Jack或者- Query=name
RemoteAddr 请求者的ip必须是指定范围 - RemoteAddr=192.168.1.1/24
Weight 权重处理

我们只需要掌握Path这种路由工程就可以了。

8.4、过滤器工厂

GatewayFilter是网关中提供的一种过滤器,可以对进入网关的请求和微服务返回的响应做处理:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第72张图片

8.4.1、路由过滤器的种类

Spring提供了31种不同的路由过滤器工厂。例如:

名称 说明
AddRequestHeader 给当前请求添加一个请求头
RemoveRequestHeader 移除请求中的一个请求头
AddResponseHeader 给响应结果中添加一个响应头
RemoveResponseHeader 从响应结果中移除有一个响应头
RequestRateLimiter 限制请求的流量

8.4.2、请求头过滤器

下面我们以AddRequestHeader 为例来讲解。

需求:给所有进入userservice的请求添加一个请求头:Truth=test is freaking awesome!

只需要修改gateway服务的application.yml文件,添加路由过滤即可:

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: user-service 
        uri: lb://userservice 
        predicates: 
        - Path=/user/** 
        filters: # 过滤器
        - AddRequestHeader=Truth, test is freaking awesome! # 添加请求头

当前过滤器写在userservice路由下,因此仅仅对访问userservice的请求有效。

8.4.3、默认过滤器

如果要对所有的路由都生效,则可以将过滤器工厂写到default下。格式如下:

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: user-service 
        uri: lb://userservice 
        predicates: 
        - Path=/user/**
      default-filters: # 默认过滤项
      - AddRequestHeader=Truth, test is freaking awesome! 

8.4.4、总结

过滤器的作用是什么?

① 对路由的请求或响应做加工处理,比如添加请求头

② 配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效

defaultFilters的作用是什么?

① 对所有路由都生效的过滤器

8.5、全局过滤器

上次学习的过滤器,网关提供了31种,但每一种过滤器的作用都是固定的。如果我们希望拦截请求,做自己的业务逻辑则没办法实现。

8.5.1、全局过滤器作用

全局过滤器的作用也是处理一切进入网关的请求和微服务响应,与GatewayFilter的作用一样。区别在于GatewayFilter通过配置定义,处理逻辑是固定的;而GlobalFilter的逻辑需要自己写代码实现。

定义方式是实现GlobalFilter接口。

public interface GlobalFilter {
    /**
     *  处理当前请求,有必要的话通过{@link GatewayFilterChain}将请求交给下一个过滤器处理
     *
     * @param exchange 请求上下文,里面可以获取Request、Response等信息
     * @param chain 用来把请求委托给下一个过滤器 
     * @return {@code Mono} 返回标示当前过滤器业务结束
     */
    Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}

在filter中编写自定义逻辑,可以实现下列功能:

  • 登录状态判断
  • 权限校验
  • 请求限流等

8.5.2、自定义全局过滤器

需求:定义全局过滤器,拦截请求,判断请求的参数是否满足下面条件:

  • 参数中是否有authorization,

  • authorization参数值是否为admin

如果同时满足则放行,否则拦截

实现:

在gateway中定义一个过滤器:

@Order(-1)
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 1.获取请求参数
        MultiValueMap<String, String> params = exchange.getRequest().getQueryParams();
        // 2.获取authorization参数
        String auth = params.getFirst("authorization");
        // 3.校验
        if ("admin".equals(auth)) {
            // 放行
            return chain.filter(exchange);
        }
        // 4.拦截
        // 4.1.禁止访问,设置状态码
        exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.FORBIDDEN);
        // 4.2.结束处理
        return exchange.getResponse().setComplete();
    }
}

全局过滤器的作用是什么?

  • 对所有路由都生效的过滤器,并且可以自定义处理逻辑

实现全局过滤器的步骤?

  • 实现GlobalFilter接口
  • 添加@Order注解或实现Ordered接口
  • 编写处理逻辑

8.5.3、过滤器执行顺序

请求进入网关会碰到三类过滤器:当前路由的过滤器、DefaultFilter、GlobalFilter

请求路由后,会将当前路由过滤器和DefaultFilter、GlobalFilter,合并到一个过滤器链(集合)中,排序后依次执行每个过滤器:

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第73张图片

排序的规则是什么呢?

  • 每一个过滤器都必须指定一个int类型的order值,order值越小,优先级越高,执行顺序越靠前
  • GlobalFilter通过实现Ordered接口,或者添加@Order注解来指定order值,由我们自己指定
  • 路由过滤器和defaultFilter的order由Spring指定,默认是按照声明顺序从1递增。
  • 当过滤器的order值一样时,会按照 defaultFilter > 路由过滤器 > GlobalFilter的顺序执行。

详细内容,可以查看源码:

org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionRouteLocator#getFilters()方法是先加载defaultFilters,然后再加载某个route的filters,然后合并。

org.springframework.cloud.gateway.handler.FilteringWebHandler#handle()方法会加载全局过滤器,与前面的过滤器合并后根据order排序,组织过滤器链

总结:
路由过滤器、defaultFilter、全局过滤器的执行顺序?

  • order值越小,优先级越高
  • 当order值一样时,顺序是defaultFilter最先,然后是局部的路由过滤器,最后是全局过滤器

8.6、跨域问题

8.6.1、什么是跨域问题

跨域:域名不一致就是跨域,主要包括:

  • 域名不同: www.taobao.com 和 www.taobao.org 和 www.jd.com 和 miaosha.jd.com

  • 域名相同,端口不同:localhost:8080和localhost8081

跨域问题:浏览器禁止请求的发起者与服务端发生跨域ajax请求,请求被浏览器拦截的问题

解决方案:CORS,这个以前应该学习过,这里不再赘述了。不知道的小伙伴可以查看https://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/cors.html

8.6.2、模拟跨域问题

从localhost:8090访问localhost:10010,端口不同,显然是跨域的请求。

8.6.3、解决跨域问题

在gateway服务的application.yml文件中,添加下面的配置:

spring:
  cloud:
    gateway:
      # 。。。
      globalcors: # 全局的跨域处理
        add-to-simple-url-handler-mapping: true # 解决options请求被拦截问题
        corsConfigurations:
          '[/**]':
            allowedOrigins: # 允许哪些网站的跨域请求 
              - "http://localhost:8090"
            allowedMethods: # 允许的跨域ajax的请求方式
              - "GET"
              - "POST"
              - "DELETE"
              - "PUT"
              - "OPTIONS"
            allowedHeaders: "*" # 允许在请求中携带的头信息
            allowCredentials: true # 是否允许携带cookie
            maxAge: 360000 # 这次跨域检测的有效期

8.7、限流过滤器

限流:对应用服务器的请求做限制,避免因过多请求而导致服务器过载甚至宕机。限流算法常见的包括两种:

  • 计数器算法,又包括窗口计数器算法、滑动窗口计数器算法
  • 漏桶算法(Leaky Bucket)
  • 令牌桶算法(Token Bucket)

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第74张图片

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第75张图片

SpringCloud微服务架构 --- 基础篇_第76张图片

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