微服务学习——微服务

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
  • 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

• 分布式架构的要考虑的问题:

  • 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

微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案，微服务架构特征:

• 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，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。

微服务技术对比

	Dubbo	Springcloud	SpringcloudAlibaba
注册中心	zookeeper、Redis	Eureka、Consul	Nacos、Eureka
服务远程调用	Dubbo协议	Feign (http协议)	Dubbo、Feign
配置中心	无	SpringcloudConfig	SpringCloudConfig、Nacos
服务网关	无	SpringCloudGateway、Zuul	SpringCloudGateway、Zuul
服务监控和保护	dubbo-admin，功能弱	Hystrix	Sentinel

企业需求

SpringCloud + Feign

• 使用SpringCloud技术栈
• 使用SpringCloudAlibaba技术栈
• 服务接口采用Restful风格

SpringCloudAlibaba+Feign

• 使用SpringCloudAlibaba技术栈

• 服务接口采用Restful风格

• 服务调用采用Feign方式

SpringCloudAlibaba+Dubbo

• 使用SpringCloudAlibaba技术栈
• 服务接口采用Dubbo协议标准
• 服务调用采用Dubbo方式

Dubbo原始模式

• 基于Dubbo老旧技术体系
• 服务接口采用Dubbo协议标准
• 服务调用采用Dubbo方式

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。

服务拆分及远程调用

服务拆分注意事项

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

微服务远程调用-查询订单

• 基于RestTemplate发起的http请求实现远程调用
• 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。

步骤

1. 注册RestTemplate

   在order-service的OrderApplication中注册RestTemplate

   @MapperScan ("cn.itcast.order.mapper")
   @SpringBootApplication
   public class OrderApplication {
         
         
       public static void main(String[] args) {
         
         
       	SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
       }
       @Bean
       public RestTemplate restTemplate(){
         
         
       	return new RestTemplate(;
       }
   }
   

2. 服务远程调用RestTemplate

   修改order-service中的OrderService的queryOrderByld方法:

   @Autowired
   private OrderMapper orderMapper;
   @Autowired
   private RestTemplate restTemplate;
   
   public Order queryOrderById(Long orderId) {
         
         
       // 1.查询订单
       Order order = orderMapper.findById(orderId);
       // 2.利用RestTemplate发送http请求,查询用户
       String url = "http://localhost:8081/user/"+order.getUserId();
       User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
       // 3.封装User到Order
       order.setUser(user);
       // 4.返回
       return order;
   }
   

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)

提供者与消费者角色其实是相对的

一个服务可以同时是服务提供者和服务消费者

Eureka注册中心

服务调用出现的问题

• 服务消费者该如何获取服务提供者的地址信息?
• 如果有多个服务提供者，消费者该如何选择?
• 消费者如何得知服务提供者的健康状态?

eureka的作用

• 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

搭建EurekaServer

搭建EurekaServer服务步骤如下:

1. 创建项目，引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-server的依赖

   <!--eureka服务端-->
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
   </dependency>
   

   • 此处无需版本信息，父工程中的spring-cloud-dependencies已经管理好了版本

2. 编写启动类，添加@EnableEurekaServer注解

   @SpringBootApplication
   @EnableEurekaServer
   public class EurekaApplication {
         
         
       public static void main(String[] args) {
         
         
           SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);
       }
   }
   

3. 添加application.yml文件，编写下面的配置:

   server:
     port: 10086 # 服务端口
   spring:
     application:
       name: eurekaserver # eureka的服务名称
   eureka:
     client:
       service-url:  # eureka的地址信息
         defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
   

注册user-service

将user-service服务注册到EurekaServer步骤如下:

1. 在user-service项目引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-client的依赖

   <!--eureka客户端依赖-->
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
   </dependency>
   

2. 在application.yml文件，编写下面的配置:

   eureka:
     client:
       service-url: # eureka的地址信息
         defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
   spring:
     application:
       name: userservice # user服务的服务名称
   

另外，我们可以将user-service多次启动，模拟多实例部署，但为了避免端口冲突，需要修改端口设置：

-D表示参数，server.port相当重写配置文件的端口号

在order-service完成服务拉取

服务拉取是基于服务名称获取服务列表，然后在对服务列表做负载均衡

1. 修改OrderService的代码，修改访问的url路径，用服务名代替ip、端口:

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

2. 在order-service项目的启动类OrderApplication中的RestTemplate添加负载均衡注解:

   /**
    * 创建RestTemplate并注入Spring容器
    */
   @Bean
   @LoadBalanced//负载均衡
   public RestTemplate restTemplate() {
         
         
       return new RestTemplate();
   }
   

Ribbon负载均衡

负载均衡流程

IRule接口决定了负载均衡的具体实现

Ribbon的负载均衡规则是一个叫做IRule的接口来定义的，每一个子接口都是一种规则:

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（针对所有服务）:

   @Bean
   public IRule randomRule(){
         
         
   	return new RandomRule();
   }
   

2. 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（针对指定服务）:

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

饥饿加载

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 # 开启饥饿加载
      clients: userservice # 指定对userservice这个服务饥饿加载

Nacos注册中心

认识Nacos

Nacos是阿里巴巴的产品，现在是SpringCloud中的一个组件。相比Eureka功能更加丰富，在国内受欢迎程度较高。

Nacos服务搭建

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

服务注册到Nacos

1. 在cloud-demo父工程中添加spring-cloud-alilbaba的管理依赖:

   <!--nacos的管理依赖-->
   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
       <version>2.2.5.RELEASE</version>
       <type>pom</type>
       <scope>import</scope>
   </dependency>
   

2. 注释掉order-service和user-service中原有的eureka依赖。

3. 添加nacos的客户端依赖:

   <!-- nacos客户端依赖包 -->
   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
   </dependency>
   

4. 修改user-service&order-service中的application.yml文件，注释eureka地址，添加nacos地址:

   spring:
     cloud:
       nacos:
         server-addr: localhost:8848 # nacos服务地址
   

5. 启动并测试:

Nacos服务分级存储模型

服务跨集群调用问题

服务调用尽可能选择本地集群的服务，跨集群调用延迟较高本地集群不可访问时，再去访问其它集群

1. 一级是服务，例如userservice

2. 二级是集群，例如杭州或上海

3. 三级是实例，例如杭州机房的某台部署了userservice的服务器

服务集群属性

1. 修改application.yml，添加如下内容:

   spring:
     cloud:
       nacos:
         discovery:
           cluster-name: HZ # 配置集群名称，也就是机房位置,例如:HZ，杭州
   

2. 在Nacos控制台可以看到集群变化:

根据集群负载均衡

1. 修改order-service中的application.yml，设置集群为HZ:

   spring:
     cloud:
       nacos:
         server-addr: localhost:8848 # nacos服务地址
         discovery:
           cluster-name: HZ
   

2. 然后在order-service中设置负载均衡的IRule为NacosRule，这个规则优先会寻找与自己同集群的服务:

   userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是userservice服务
     ribbon:
       NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则：按集群
   

3. 注意将user-service的权重都设置为1

• NacosRule负载均衡策略

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

根据权重负载均衡

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

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

1. 在Nacos控制台可以设置实例的权重值，首先选中实例后面的编辑按钮

2. 将权重设置为0.1，测试可以发现8081被访问到的频率大大降低

• 实例的权重控制

1. Nacos控制台可以设置实例的权重值，0~1之间
2. 同集群内的多个实例，权重越高被访问的频率越高
3. 权重设置为0则完全不会被访问

环境隔离-namespace

Nacos中服务存储和数据存储的最外层都是一个名为namespace的东西，用来做最外层隔离

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

1. 在Nacos控制台可以创建namespace，用来隔离不同环境

2. 然后填写一个新的命名空间信息

3. 保存后会在控制台看到这个命名空间的id

4. 修改order-service的application.yml，添加namespace:

   spring:
     cloud:
       nacos:
         server-addr: localhost:8848 # nacos服务地址
         discovery:
           cluster-name: HZ
           namespace: c9627b99-a0b6-450e-bf6f-5dfa54c23e75
   

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

Nacos注册中心原理

nacos注册中心细节分析

临时实例和非临时实例

服务注册到Nacos时，可以选择注册为临时或非临时实例，通过下面的配置来设置:

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        ephemeral: false # 是否是临时实例

• Nacos与eureka的共同点
  1. 都支持服务注册和服务拉取
  2. 都支持服务提供者心跳方式做健康检测
• Nacos与Eureka的区别
  1. 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
  2. 临时实例心跳不正常会被剔除，非临时实例则不会被剔除
  3. 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
  4. 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

CAP理论/特性

C：Consistance：一致性；A：Availability：可用性；P：Partion Tolerance分区容错性