微服务技术（SpringCloud、Docker、RabbitMQ）

目录

一、微服务技术简介

二、服务拆分及远程调用

1.Eureka注册中心 

2.Nacos注册中心

3.Nacos配置管理

4.http客户端Feign

三、统一网关Gateway

四、Docker

五、异步通信技术

六、ElasticSearch

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一、微服务技术简介

微服务是分布式架构（分布式：把服务拆分）的一种。 

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    

分布式架构要考虑的问题：

• 服务拆分粒度如何？
• 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？

微服务：一种经过良好架构设计的分布式架构方案，其特征为：

• 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功能，做到单一职责，避免重复业务开发
• 面向服务：微服务对外暴露业务接口
• 自治：团队独立、技术独立、数据独立、部署独立
• 隔离性强：服务调用做好隔离、容错、降级，避免出现级联问题

微服务技术对比：

SpringCloud: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、服务拆分及远程调用

服务拆分：

1.不同微服务，不要重复开发相同业务

2.微服务数据独立，每个微服务有自己的数据库，不要访问其他微服务的数据库

3.微服务可以将自己的业务暴露为接口，供其他微服务调用

远程调用：

1.基于RestTemplate发起的http请求实现远程调用（注册RestTemplate）

//在Application中注册RestTemplate
@MapperScan("cn.xxx.yyy.mapper")
@SpringBootApplication
public class Application{
    public static void main(String[] args){
        SpringApplication.run(Application.class,args);
    }
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

2.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。

@Service
public class OrderService{
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    public Order queryOrderById(Long orderId){
        Order order = orderMapper.findById(orderId);
        String url = "http://localhost:8081/user/"+order.getUserId();
        User user = resTemplate.getForObject(url,User.class);
        order.setUser(user);
        return order;
    }
}

1.Eureka注册中心 

 步骤：

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

Ribbon 负载均衡策略

 1.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

2.负载均衡自定义方式

• 代码发布：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

3.饥饿加载

• 开启饥饿加载（配置文件）
• 指定饥饿加载的微服务名称（可配置多个）

2.Nacos注册中心

Nacos服务搭建：

1.下载安装包 2.解压  3.在bin目录下运行命令：startup.cmd -m standalone

Nacos服务注册或发现：

1.引入nacos.discovery依赖  2.配置nacos地址spring.cloud.nacos.server-addr

服务多级存储模型：

一级是服务，例如userservice 2.二级是集群，例如北京上海 3.三级是实例，例如北京机房某台部署了userservice的服务器

设置实例的集群属性：配置spring.cloud.nacos.discovery.cluster-name

NacosRule负载均衡：

同集群优先访问，集群内随机访问

实例的权重控制：

Nacos控制台可设置实例的权重（0~1之间）；权重设置为0则完全不会被访问（服务升级）

Nacos环境隔离： 

namespace用来做环境隔离；每个namespace都有唯一id；不同namespace下的服务不可见

在Nacos中，命名空间是用于区分不同环境或不同应用程序之间的配置数据和注册中心数据的一种机制。每个命名空间都是独立的，具有自己的配置数据和注册中心数据，不同命名空间之间的数据相互隔离，互不干扰。

命名空间的作用主要有以下几个方面：

1. 管理用户权限：命名空间可以按照不同的用户分类管理配置数据和注册中心数据，从而实现权限管理和数据隔离。

2. 管理环境数据：不同的应用程序可能需要访问不同的环境数据（如开发、测试、生产等），命名空间可以为每个环境提供独立的配置数据和注册中心数据。

3. 实现不同场景的灵活部署：命名空间可以根据不同的场景（如地域、业务线等）来划分，从而实现不同场景的灵活部署。

4. 避免数据冲突：命名空间的数据相互隔离，避免了不同应用程序或不同环境之间的数据冲突问题。

因此，命名空间为Nacos提供了一种灵活、可扩展的数据管理和权限控制机制，使得Nacos更加适用于复杂的应用场景和多租户系统。

 

3.Nacos配置管理

 步骤：

1.在Nacos中添加配置文件

2.在微服务中引入nacos的config依赖

3.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。

热更新：

方式1：通过@Value注解注入，结合@RefreshScope来刷新

方式2：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

多环境配置共享：

微服务启动时会从nacos读取多个配置文件：

1.[服务名]-[spring.profile.active].yaml，环境配置

2.[服务名].yaml，默认配置，多环境共享（一定会加载，多环境共享配置可以写入这个文件）

优先级：[服务名]-[环境].yaml>[服务名].yaml>本地配置

nacos集群搭建：

1.搭建MySQL集群并初始化数据库表

2.下载解压nacos

3.修改集群配置（节点信息）、数据库配置

4.分别启动多个nacos节点

5.nginx反向代理

4.http客户端Feign

RestTemplate方式调用存在问题：

• 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，其作用是帮助我们优雅地实现http请求的发送。

Feign的使用步骤：

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

Feign的日志配置：

方式一：配置文件，feign.client.config.xxx.loggerLevel（xxx:default代表全局；xxx:服务名称代表该服务）

方式二：java代码配置（@EnableFeignClients注解声明代表全局；@FeignClient注解声明代表某服务）

Feign的优化：

1.日志级别尽量用basic   

2.使用HttpClient或OKHttp代替URLConnection

1）引入feign-httpClient依赖  2）配置文件开启httpClient功能，设置连接池参数

Feign的最佳实践：

实践一：让controller和FeignClient继承同一接口

实践二：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

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三、统一网关Gateway

网关作用：身份认证和权限校验；服务路由、负载均衡；请求限流

SpringCloud中网关的实现有2种：

• gateway：基于Sprin5中的WebFlux，属于响应式编程的实现，具备更好的性能
• zuul：基于Servlet的实现，属于阻塞式编程

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：路由id、路由目标地址（uri）、路由断言（判断路由的规则）、路由过滤器（对请求或响应做处理）

nacos配置中的filters: - StripPrefix=1是什么意思？

StripPrefix是Nacos服务网关中的过滤器之一，用于从请求路径中删除一定数量的前缀。在这种情况下，StripPrefix=1意味着删除请求路径中的第一个路径段，例如，如果请求路径为/api/v1/books，则StripPrefix=1将转换为/v1/books。这在实现API网关时非常有用，因为API网关可能需要重写请求路径以将其路由到正确的后端服务。

过滤器执行顺序：

• 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；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order值一样时，会按照 defaultFilter > 路由过滤器 > GlobalFIiter的顺序执行。

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四、Docker

项目部署问题：

• 依赖关系复杂，容易出现兼容性问题

1. Docker允许开发中将应用、依赖、配置一起打包，形成可移植镜像
2. Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

• 开发、测试、生产环境有差异

1. Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可在任意Linux操作系统上运行

Docker和虚拟机的差异：

• docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统
• docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

Docker架构：

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。

容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，Docker会给容器做隔离，对外不可见。

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

• 服务端（server）：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
• 客户端（client）：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令，可以在本地或远程向服务端发送指令。

DockerCompose部署微服务

1.编写docker-compose.yml文件

2.修改项目将数据库、nacos地址命名为docker-compose中的服务名

3.使用maven打包工具，将项目中的每个微服务都打包为app.jar

4.将打包好的app.jar拷贝到cloud-demo中的每一个对应子目录中

5.将cloud-demo上传至虚拟机，利用docker-compose up -d 部署

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五、异步通信技术

同步调用

优点：时效性较强，可以立即得到结果

问题：耦合度高；性能和吞吐能力下降；有额外的资源消耗；有级联失败问题

异步通信

优点：耦合度低；吞吐量提升；故障隔离；流量削峰

缺点：依赖于Broker的可靠性、安全性、吞吐能力；架构复杂，业务没有明显的流程线，不好追踪管理

消息队列（MessageQueue）事件驱动架构中的Broker

 RabbitMQ：基于Erlang语言开发的开源消息通信中间件，官网地址：https://www.rabbitmq.com/

channel：操作MQ的工具

exchange：路由消息到队列中

queue：缓存消息

virtual host：虚拟主机，是对queue、exchange等资源的逻辑分组

SpringAMQP

官方地址：https://spring.io/projects/spring-amqp

AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）是用于在应用程序之间传递业务消息的开放标准。该协议与语言和平台无关，更符合微服务中独立的要求。

Spring AMQP是基于AMQP协议定义的一套API规范，提供了模板来发送和接收消息，包含两部分，其中spring-amqp是基础抽象，spring-rabbit是底层的默认实现。

简单队列模型、WorkQueue模型、发布订阅模型（Fanout、Direct、Topic）

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六、ElasticSearch

Lucene：Apache的开源搜索引擎类库，提供了搜索引擎的核心API 

ElasticSearch：一个开源的分布式搜索引擎，可以用来实现搜索、日志统计、分析、系统监控等功能，官网：https://www.elastic.co/cn/，优势：支持分布式，可水平扩展；提供Restful接口，可被任何语言调用

ElasticStack(ELK)：以elasticsearch为核心的技术栈，包括beats、Logstash、kibana、elasticsearch

ElasticSearch采用倒排索引：

• 文档（document）：每条数据就是一个文档
• 词条（term）：文档按照语义分成的词语；对文档中的内容分词，得到的词语

正向索引：基于文档id创建索引。查询词条时必须先找到文档，而后判断是否包含词条

倒排索引：对文档内容分词，对词条创建索引，并记录词条所在文档的信息。查询时先根据词条查询到文档id，而后获取到文档

 Mysql：擅长事务类型操作，可以确保数据的安全和一致性

ElasticSearch：擅长海量数据的搜索、分析、计算

 分词器作用：

• 创建倒排索引时对文档分词
• 用户搜索时，对输入的内容分词

IK分词器的模式：ik_smart（智能切分，粗粒度）；ik_max_word（最细切分，细粒度）

利用config目录的ikAnalyzer.cfg.xml文件添加拓展词典和停用词典，在词典中添加拓展词条或者停用词条（P85）