springcloud之项目实战服务治理
写在前面
在这篇文章 我们已经搭建完成了优惠券模块的单体版本，为了向微服务化迈出坚实的一步，这部分来看下服务治理的内容，并在我们的项目中引入服务治理，下面我们就开始吧！
源码 。
1：什么是，为什么需要服务治理?
假定现在有服务A和服务B，并且服务A和服务B都有3个节点，因此现在有一个3节点的服务A集群和一个3节点的服务B集群，通常的做法是在外层挂一层VIP，假定服务A要调用服务B，则过程如下图:
我们只需要将服务B的服务列表维护在VIP层就行了，但注意这个过程是手动的，因此这种方式就可能存在如下的问题：
1:需要手动维护服务器列表VIP pool中，如果是集群很大的话，这将会是一个很大的工作量
2：新的机器上线和下线，需要手动更新VIP pool，且在此期间不可用机器还能继续处理请求（时间比较长，从人工发现，到人工替换完成）
可以看到上述的问题的根源都是手动维护，如果我们能将手动维护改为自动维护,不管是集群中的新机器（服务注册），还是机器故障（服务剔除），都能够自动发现，这些工作在微服务环境下我们叫做服务治理。为了实现这些需求，我们需要引入一个新的三方组件（注册中心），由它来负责维护这些信息，服务的提供方从将自己的信息注册在这里（服务注册）,服务的消费方从这里获取可用的服务列表（服务发现），可以参考下图：
然后注册中心通过心跳机制来检测服务提供方的存活情况（“服务探活”或“心跳检查”），发现服务不可用则可以执行服务剔除，然后将这个变化告知服务消费者，这样请求就不会访问到不可用服务了（以为服务探活是有时间间隔的，所以还是会有访问到不可用服务的情况，但是时间相比于手动方式会短很多）,参考下图：
nacos就是一个具体的注册中心中间件，接下来一起看下。
2：nacos分析
2.1:领域模型
如上图所以就展示了领域模型中三个组成，服务，集群，实例，如下：
- 服务
在服务这个层级上我们可以配置元数据和服务保护阈值等信息。服务阈值是一个 0~1 之间的数字，当服务的健康实例数与总实例的比例小于这个阈值的时候，说明能提供服务的机器已经没多少了。这时候 Nacos 会开启服务保护模式，不再主动剔除服务实例，同时还会将不健康的实例也返回给消费者。尽管这样做可能造成请求失败，但间接保证了最低限度的服务可用性。 - 集群
一个服务由很多服务实例组成，在每个服务实例启动的时候，我们可以设置它所属的集群，在集群这个层级上，我们也可以配置元数据。除此之外，我们还可以为持久化节点设置健康检查模式。所谓持久化节点，是一种会保存到 Nacos 服务端的实例，即便该实例的客户端进程没有在运行，实例也不会被服务端删除，只不过 Nacos 会将这个持久化节点状态标记为不健康，Nacos 可以采用一种“主动探活”的方式来对持久化节点做健康检查。除了持久化节点以外，大部分服务节点在 Nacos 中以“临时节点”的方式存在，它是默认的服务注册方式，从名字中我们就可以看出，这种节点不会被持久化保存在 Nacos 服务器，临时节点通过主动发送 heartbeat 请求向服务器报送自己的状态。 - 实例
对应的就是我们的应用实例。即一个进程。在nacos的控制界面我们查看每个实例的IP，端口等信息，并且可以设置其上线，下线状态，权重等。
可以发现服务，集群，实例都是可以设置元数据的，这样我们就可以在不同的纬度来设置信息，client端根据这些元数据信息就可以执行不同的操作（通过IP，端口调用到服务，通过权重来动态设置负载均衡策略）。
2.2:数据模型
数据模型分为三个层次，namespace，group，servieId/dataId,是包含的关系，可以参考下图：
namepsace:一般用来区分环境，如本地环境，测试环境，生产环境等,默认部署到叫public的公共命名空间中
group:namepspace下的概念，默认是default-group分组，不同分组的微服务是相互隔离的
serviceId/dataId:就是具体的微服务了，如订单服务，用户服务，支付服务等
更具体的可以参考下图：
可以有很多的namespace，每个namespace下有若干个group，每个group有若干个serviceId/dataId。通过三者的组合我们就能定位到一个具体的微服务了，比如production(namepsace)+mainGroup(group)+orderService(serivceId)就可以定位到生产环境下的main组下的订单微服务了。
2.3:架构
架构图如下：
各组件说明如下：
provider app:服务提供者
consumer app：服务消费者
openapi：nacos提供rest接口，用户增删改查服务信息
config service:提供配置中心的功能
naming service：提供注册中心的功能（本部分析的）
nacos core:提供nacos的核心功能,如启动模式，数据存储等
consistency protocol：处理naco集群模式下的数据一致性问题
关于openapi详细可以参考这里 。另外nacos-core提供的功能如下图：
3：nacos环境搭建
人的一生由很多部分组成，健康的身体，美满幸福的家庭，无话不谈的好友，花之不尽的财富（做梦），但，除了健康的身体是一串数字的1之外，其他的都是0，即有了最好，没有也无所谓。同理，一个系统架构也由很多分布构成，而这里的1是高可用性，要实现高可用性基本解决如下的两个问题就行了：
1:单点故障
我们做系统架构时要假定，我们必须悲观的认为所有的服务都是会挂掉的，避免单点故障
2：故障恢复
故障的机器在重启后，要能够恢复到故障前的状态
想要解决以上的这2个问题，就需要依赖于服务器集群了，而nacos也不例外，所以，我们这部分就一起来搭建一个nacos的集群环境，并应用在后续的优惠券功能微服务化的改造中。
- 下载
点鸡 。 - 解压
首先解压到一个目录，再重新复制一份，在一台机器起两个服务模拟集群，如下：
- 修改配置
conf/application.properties
主要修改端口号和MySQL地址，如下：
server.port=8858
spring.datasource.platform=mysql
db.url.0=jdbc:mysql://192.168.64.129:3306/nacos?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user.0=root
db.password.0=123456
- 创建集群配置
conf/cluster.conf
没有就创建，如下：
192.168.10.62:8858
192.168.10.62:8868
- 创建schema和db
create schema nacos;
conf/nacos-mysql.sql
- 启动
注意俩都启动。
JHP+Administrator@jhp MINGW64 /d/test/nacos-cluster/nacos-cluster-2/nacos/bin
$ ./startup.cmd
"nacos is starting with cluster"
,--.
,--.'|
,--,: : | Nacos 2.0.0
,`--.'`| ' : ,---. Running in cluster mode, All function modules
| : : | | ' ,'\ .--.--. Port: 8868
: | \ | : ,--.--. ,---. / / | / / ' Pid: 18952
| : ' '; | / \ / \. ; ,. :| : /`./ Console: http://192.168.64.1:8868/nacos/index.html
' ' ;. ;.--. .-. | / / '' | |: :| : ;_
| | | \ | \__\/: . .. ' / ' | .; : \ \ `. https://nacos.io
' : | ; .' ," .--.; |' ; :__| : | `----. \
| | '`--' / / ,. |' | '.'|\ \ / / /`--' /
' : | ; : .' \ : : `----' '--'. /
; |.' | , .-./\ \ / `--'---'
'---' `--`---' `----'
2023-10-11 09:00:10,954 INFO The server IP list of Nacos is [192.168.10.62:8858, 192.168.10.62:8868]
...
2023-10-11 09:00:30,852 INFO Nacos started successfully in cluster mode. use external storage
出现Nacos started successfully in cluster mode. use external storage就是成功了。
- 访问
访问任意一个节点就行，账号nacos/nacos:
4：服务注册到nacos
首先我们改造模板模块和计算模块，让其服务注册到nacos，首先需要在每个模块对应的impl实现子模块中引入nacos注册的依赖如下：
com.alibaba.cloud
spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
之后需要引入nacos相关的配置项：
spring:
application:
...
cloud:
nacos:
discovery:
# 可以配置多个，逗号分隔
server-addr: 192.168.64.1:8858
# 默认就是application name，一般不用配置
service: coupon-calculation-serv
# nacos客户端向服务端发送心跳的时间间隔，时间单位其实是ms
heart-beat-interval: 5000
# 服务端没有接受到客户端心跳请求就将其设为不健康的时间间隔，默认为15s
# 注：推荐值该值为15s即可，如果有的业务线希望服务下线或者出故障时希望尽快被发现，可以适当减少该值
heart-beat-timeout: 20000
# [注意] 这个IP地址如果更换网络后变化，会导致服务调用失败，建议先不要设置
# ip: 172.20.7.228
# 元数据部分 - 可以自己随便定制
metadata:
mydata: abc
# 客户端在启动时是否读取本地配置项(一个文件)来获取服务列表
# 注：推荐该值为false，若改成true。则客户端会在本地的一个文件中保存服务信息，当下次宕机启动时，会优先读取本地的配置对外提供服务。
naming-load-cache-at-start: false
# 创建不同的集群
cluster-name: Cluster-A
# 命名空间ID，Nacos通过不同的命名空间来区分不同的环境，进行数据隔离，
# 服务消费时只能消费到对应命名空间下的服务。
# [注意]需要在nacos-server中创建好namespace，然后把id copy进来
namespace: dev
# [注意]两个服务如果存在上下游调用关系，必须配置相同的group才能发起访问
group: myGroup
# 向注册中心注册服务，默认为true
# 如果只消费服务，不作为服务提供方，倒是可以设置成false，减少开销
register-enabled: true
# 类似长连接监听服务端信息变化的功能
watch:
enabled: true
watch-delay: 30000
配置项含义如下：
在正式注册服务之前我们需要先在nacos添加这里的命名空间dev,如下：
配置完毕后，分别启动服务，就能完成在nacos注册中心的注册了,成功后在nacos控制台查看：
5：改造用户模块基于服务发现调用
接着我们改造用户模块基于服务发现调用，这里我们以requestCoupon接口，即发放优惠券为例来看下，首先我们将coupon-customer-impl中对于模板模块和计算模块的impl实现的依赖，而改为对公用的api的相关bean模块的依赖，如下：
<dependency>
<groupId>${project.groupId}groupId>
<artifactId>coupon-calculation-apiartifactId>
<version>${project.version}version>
dependency>
<dependency>
<groupId>${project.groupId}groupId>
<artifactId>coupon-template-implartifactId>
<version>${project.version}version>
dependency>
接着配置用来执行服务调用的WebClient，以Java config方式来配置，如下：
// Configuration注解用于定义配置类
// 类中定义的Bean方法会被AnnotationConfigApplicationContext和AnnotationConfigWebApplicationContext扫描并初始化
@org.springframework.context.annotation.Configuration
public class Configuration {
@Bean
@LoadBalanced
public WebClient.Builder register() {
return WebClient.builder();
}
}
接着来改造领取优惠券的方法requestCoupon，如下：
@Slf4j
@Service
public class CouponCustomerServiceImpl implements CouponCustomerService {
...
/**
* 用户领取优惠券
*/
@Override
public Coupon requestCoupon(RequestCoupon request) {
/*
Mono> entityMono = client.get()
.uri("http://coupon-template-serv/template/xxxx")
.accept(MediaType.APPLICATION_JSON)
.retrieve()
.toEntity(CouponTemplateInfo.class);
*/
CouponTemplateInfo templateInfo = webClientBuilder.build()
// 声明了这是一个GET方法
.get()
.uri("http://coupon-template-serv/template/getTemplate?id=" + request.getCouponTemplateId())
.header(TRAFFIC_VERSION, request.getTrafficVersion())
.retrieve()
.bodyToMono(CouponTemplateInfo.class)
.block();
// 模板不存在则报错
if (templateInfo == null) {
log.error("invalid template id={}", request.getCouponTemplateId());
throw new IllegalArgumentException("Invalid template id");
}
// 模板不能过期
long now = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
Long expTime = templateInfo.getRule().getDeadline();
if (expTime != null && now >= expTime || BooleanUtils.isFalse(templateInfo.getAvailable())) {
log.error("template is not available id={}", request.getCouponTemplateId());
throw new IllegalArgumentException("template is unavailable");
}
// 用户领券数量超过上限(通过优惠券对应的规则)
Long count = couponDao.countByUserIdAndTemplateId(request.getUserId(), request.getCouponTemplateId());
if (count >= templateInfo.getRule().getLimitation()) {
log.error("exceeds maximum number");
throw new IllegalArgumentException("exceeds maximum number");
}
Coupon coupon = Coupon.builder()
.templateId(request.getCouponTemplateId())
.userId(request.getUserId())
.shopId(templateInfo.getShopId())
.status(CouponStatus.AVAILABLE)
.templateInfo(templateInfo)
.build();
couponDao.save(coupon);
return coupon;
}
...
}
接着启动服务，就可以来调用测试了:
json参数：
{
"userId": 1,
"couponTemplateId": 2
}
写在后面
参考文章列表
Open API 指南 。
如何给集群设置VIP（虚拟IP） 。
k8s实现nacos动态伸缩1 。
k8s实现nacos动态伸缩2 。
springcloud和springboot版本对应关系 。
springcloud，springcloud-alibaba,springboot版本对应关系 。