微服务技术栈-认识微服务和第一个微服务Demo

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前言

随着业务的不断复杂，对服务的要求也越来越高，服务架构也从单体架构逐渐演变为现在流行的微服务架构。
本章就从微服务架构演变开始讲起，并且介绍一系列微服务技术栈然后搭建一个自己的微服务demo。

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一、认识微服务

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：架构简单且部署成本低，打包成一个war包放在类似tomcat的容器中就可以运行。
缺点：耦合度高（维护困难、升级困难）

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，每个服务都是一个独立的模块，容易升级和扩展。
缺点:服务调用关系错综复杂，增加了系统的复杂度。

分布式架构在服务拆分时需要考虑很多问题，例如:
服务拆分的粒度：一个项目要怎么进行拆分？拆分完的服务要怎么互相调用？不同服务的调用关系要怎么处理。

那么什么是微服务呢？微服务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。

微服务的架构特征：业务拆分粒度更小（单一职责），独立部署交付，每个服务对外提供统一标准接口，服务之间相互隔离。

SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架，集成了各种优秀微服务功能组件官网地址：https://spring.io/projects/spring-cloud

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二、微服务技术栈

微服务技术栈不是只有SpringCloud，SpringClould仅仅是解决了服务拆分时的服务治理问题，一套完整的微服务技术栈应当包括如下：

1.服务网关：网关是介于客户端和服务器端之间的中间层，所有的外部请求都会先经过网关这一层，我们使用gateway这个网关技术，无缝衔接到基于spring cloud的微服务开发中来。
2.服务集群：由多个不同的服务组成。
3.注册中心：各微服务启动时，注册中心存储这些服务数据，目前主流的注册中心有Eureka和Nacos等。
4.配置中心：配置是用来动态修改程序执行的一种行为的机制。
5.分布式缓存：分布式缓存主要用于在高并发环境下，减轻数据库的压力，提高系统的响应速度和并发吞吐。
6.分布式搜索：常见的搜索引擎有Elasticsearch，实现了高可用的分布式集群搜索方案。
7.分布式日志服务：集中化的日志管理，分布式日志就是对大规模日志数据进行采集、追踪、处理。
8.消息队列：具有削峰、异步、解耦的作用，常见的有rabbitmq、rocketmq、kafka。
9.系统监控&链路追踪：掌控不同服务的情况，追踪服务之间的调用链路。

CI（持续集成）技术栈
1.Jenkins：Jenkins是一个用Java编写的开源的持续集成工具,Jenkins提供了软件开发的持续集成服务。
2.Docker：docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。
3.K8s：在Docker技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性。
4.Rancher：Rancher 是一个 Kubernetes 管理工具，让你能在任何地方和任何提供商上部署和运行集群。

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三、Eureka注册中心

任何分布式架构都离不开服务的拆分，例如我们现在有一个小demo，现在拆分成以下两个服务。
1.order-service：订单微服务（订单相关业务），表里存有用户的id，需要调用user-service查询用户信息。
2.user-service：用户微服务，负责用户相关业务。
这两个服务都有各自的数据库，对外以Restful形式暴露接口。

在服务调用关系中，会有两个不同的角色：
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）

以上述demo为例，order-service就是服务的消费者，user-service就是服务的提供者。

注意：服务提供者与服务消费者的角色并不是绝对的，而是相对于业务而言。一个服务既可以是服务提供者，也可以是服务消费者。

了解完上述的demo后，我们会发现很多问题：
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？

这些问题都需要利用SpringCloud中的注册中心来解决，其中最广为人知的注册中心就是Eureka。

了解并学习完Eureka的概念和作用后，上述问题便迎刃而解。
1.user-service服务实例启动后，将自己的信息注册到eureka-server（服务注册），同时保存服务名称到服务实例地址列表的映射关系，order-service会根据服务名称，拉取实例地址列表（服务拉取）。

2.order-service从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址，向该实例地址发起远程调用。

3.user-service会每隔一段时间（默认30秒）向eureka-server发起请求，报告自己状态，称为心跳（心跳检测机制）。当超过一定时间没有发送心跳时，eureka-server会认为微服务实例故障，将该实例从服务列表中剔除。后面当order-service拉取服务时，就能将故障实例排除了。

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四、微服务DEMO

1、搭建eureka-server

1）在cloud-demo父工程下，创建一个子模块（eureka-server）。
2）在eureka-server子工程中引入eureka服务端依赖。

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

3）给eureka-server服务编写启动类，添加一个@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，主要配置端口和服务名，以及eureka的地址

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

5）启动eureka微服务，直接浏览器访问http://127.0.0.1:10086

2、服务注册和服务发现

搭建完注册中心后，就需要把服务注册到注册中心上面去。现在我们将user-service和order-service注册到eureka-server中去。
1）引入依赖（服务发现、服务注册统一都封装在eureka-client依赖）

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

2）配置文件（在user-service和order-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）服务拉取和负载均衡（从eureka-server中拉取user-service服务的实例列表，并且实现负载均衡）

在order-service的OrderApplication中，给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解：

（RestTemplate是Spring支持的一个 HTTP 请求工具，它提供了常见的REST请求方案的模版，例如GET请求、POST请求、PUT请求、DELETE请求）

@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服务访问user-service的url路径，用服务名代替ip、端口：

String url="http://userservice/user/"+order.getUserId()

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。

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总结

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，同时要注意不能把微服务技术和SpringCloud画等号。在后续的文章中将介绍更多有关微服务技术栈的知识。

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