【Spring Cloud 基础】 + 【Spring Cloud开发课程查询项目】项目

编程语言 2023-07-29 21:26:17 阅读次数: 0

Spring Cloud 基础

微服务基础

简介

  • 微服务的基本概念、设计与拆分原则
  • 微服务和Spring Cloud的关系
  • 微服务常见的组件和功能
  • 课程查询案例基本介绍、系统架构设计和接口设计
  • 分模块构建Spring Cloud 项目
  • 课程服务整合，服务注册与发现
  • 整合Feign实现服务间调用
  • 网管集成与开发，并接入服务
  • 引入服务的熔断与降级，并进行实操演练

微服务基础

  • 什么是微服务

  • 微服务的特点

  • 微服务的优缺点

  • 微服务两大门派

    • SpringCloud
    • Dubbo

  • 微服务拆分

  • 微服务扩展

  • 微服务重要模块

什么是微服务

  • 单体应用的痛点
    • 部署效率低下
    • 团队协作开发成本高
    • 系统高可用性差
  • 什么是服务化
    • 把传统的单机应用中的本地方法调用，改造成RPC、HTTP产生的远程方法调用
    • 把模块从单体应用中拆分出来
    • 用户模块就可以独立开发、测试、上线、 运维，可以交由专门的团队来做，与主模块不耦合
  • 一种架构风格
  • 开发单个应用作为一系列小型服务的套件，其中每个服务都运行在自己的进程中，并且通过轻量级的机制实现彼此的通信，这通常是HTTP资源API
  • 这些服务是围绕这业务功能构建的，并且可以通过完全自动化的部署机制进行独立部署
  • 这些服务的集中式管理做到了最小化（例如docker相关技术），每一种服务都可以通过不同的编程语言进行编写，并且可以使用不同的数据存储技术
  • 一系列、一部分（选用一部分适合的组件）

微服务的特点

  • 组件以服务形式提供
  • 产品不是项目
  • 轻量级通信、独立进程
  • 分散治理、去中心化治理
  • 容错性设计
  • 会带来组织架构的调整

微服务优缺点

  • 优点：

    • 服务简单、便与学习上手，相对易于维护

    • 独立部署、灵活扩展

    • 技术栈丰富

  • 缺点：

    • 运维成本过高
    • 接口可能不匹配
    • 代码可能重复
    • 架构复杂度提高

微服务两大模块

  • Spring Cloud：众多子项目

  • Dubbo: 高性能、轻量级的开源java RPC 框架，它提供了三大核心能力

    • 面向接口的远程方法调用
    • 智能容错和负载均衡
    • 服务自动注册和发现

  • Dubbo提供的能力是SpringCloud的一个子集

核心组件 Dubbo Spring Cloud
服务注册中心 Zookeepper Spring Cloud Netflix Eureka
服务调用方式 RPC REST API
服务网关 无 Spring Cloud Netflix Zuul
断路器 不完善 Spring Cloud Netflix Hystrix
分布式配置 无 Spring Cloud Config
服务跟踪 无 Spring Cloud Sleuth
消息总线 无 Spring Cloud Bus
数据流 无 Spring Cloud Stream
批量任务 无 Spring Cloud Task
  • 通信协议对比
    • RPC vs REST
    • RPC服务提供方与调用接口依赖方式太强
    • Dubbo 服务对平台敏感，难以简单复用
  • 文档质量
    • Dubbo 有中文文档
    • Spring Cloud文档体量大，更多是偏向整合，更深入的使用方法还是需要查看其整合组件的详细文档
  • 比喻：组装电脑、品牌机
  • 需要根据自身的研发水平和所处的阶段选择

微服务的拆分

  • 什么时候进行服务化拆分
    • 第一阶段： 只要目标是快速开发和验证想法
    • 进一步增加更多新特性来吸引更多的目标用户
    • 同时进行开发人员超过了10人，这个时候就该考虑进行服务化拆分
  • 不适合拆分的情况
    • 小团队，技术基础薄弱
    • 流量不高，压力小，业务变化也不大
    • 对延迟很敏感的低延迟、高并发系统
  • 服务化拆分的两种姿势
    • 纵向拆分
    • 横向拆分
    • 综合业务综合分析

服务扩展

  • X轴-水平复制

  • Y轴-功能解耦

  • Z轴-数据分区

  • 自动按需扩展

    • 根据CPU负责程度、特定时间（比如周末）、消息中间件的队列长度、业务具体规则、预测等来解决是否扩展

    • 自动分配一个新的服务实例，提高可用性

    • 提高了可伸缩性（双十一之后自动减少服务器）

    • 具有最佳使用率，节约成本

微服务重要模块

  • 服务描述
  • 注册中心
  • 服务框架
  • 负载均衡
  • 熔断和降级
  • 网关

总结

Spring Cloud开发课程查询功能

项目整体介绍

  • Spring Cloud简介
  • 项目整体设计
  • 课程列表模块开发
  • 课程价格模块开发
  • 服务注册与发现Eureka
  • 服务间调用Feign
  • 负载均衡Ribbon
  • 熔断器Hystrix
  • 网关Zuul
  • 整体测试
  • 项目总结

SpringCloud核心组件介绍

  • Spring Cloud 简介

    • 成熟的微服务框架，定位为开发人员提供工具，以快速构建分布式系统

  • 核心组件

    核心组件 Spring Cloud
    服务注册中心 Spring Cloud Netflix Eureka
    服务调用方式 REST API、Feign、 Ribbon
    服务网关 Spring Cloud Netflix Zuul
    断路器 Spring Cloud Netflix Hystrix

项目技术设计

  • 项目介绍

  • 接口设计

    • 课程列表
    • 单个课程价格
    • 整合课程列表和价格

  • 系统数据流向
    在这里插入图片描述

  • 数据表

    在这里插入图片描述

新建多模块项目

课程列表模块开发

mapper类上边添加的注解

@Mapper
@Repository
public interface CourseMapper {
    
    
    @Select("SELECT * FROM course WHERE valid = 1")
    List<Course> findValidCourse();
}

常见错误排查

序列化时类中一定要有Setter 、Getter 和toString方法的

# 实现自动映射，Mybatis 驼峰配置
mybatis.configuration.map_underscore-to-camel-case = true

课程价格模块开发

Eureka的作用和架构

  • Eureka服务注册与发现模块

  • 为什么需要服务注册与发现

    • IP变化
    • 难以维护
    • 改进

  • 架构

    • Eureka Server

    • Eureka Client

开发Eureka Server

  • 引入Eureka

    • 引入依赖

      <dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>
...
<!-- 表示SpringCloud的版本 -->
<dependencyManagement>
	<dependencies>
    	<dependency>
        	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>Greenwich.SR5</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

    • 配置文件

      spring.application.name=eureka-server
server.port=8000
eureka.instance.hostname=localhost
#fetch-registry：获取注册表。不需要同步其他节点数据。
eureka.client.fetch-registry=false
#register-with-eureka代表是否将自己注册到Eureka Server，默认是true。
eureka.client.register-with-eureka=false
eureka.client.service-url.defaultZone=http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/

    • 启动注解

      • 在启动类上添加@EnableEurekaServer

进行Eureka Client改造

 <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
 </dependency>

eureka.client.service-url.defaultZone=http://localhost:8000/eureka/

一些老的版本还需要在启动类上添加 @EnableEurekaClient

利用Feign实现服务间调用

  • 引入依赖

    <dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

  • 配置文件

    #openfeign消费的负载均衡后期再配

  • 注解

    //启动类的客户端
@EnableFeignClients

  • 客户端(在调用类(模块)写接口，复制被调用服务(模块)的controller方法)

    package com.bennyrhys.course.client;

import com.bennyrhys.entity.Course;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

import java.util.List;

/**
 * 课程列表的Feign客户端
 */
@FeignClient("course-list")
public interface CourseListClient {
      
      
    @GetMapping("/course")
    List<Course> getList();
}

  • 验证pom中（自动引入其他服务的依赖）

  • controller(在price服务中调用course服务的方法)

  • 验证

利用Ribbon实现负载均衡

  • 负载均衡的两种类型

    • 客户端负载均衡（Ribbon）

    • 服务端负载均衡（Nginx）

  • 负载均衡策略

    • RandomRule表示随机策略
    • RoundRobinRule表示轮询策略
    • ResponseTimeWeightedRule加权，根据每一个Server的平均响应时间动态加权

  • 配置不同的负载均衡方式

    # Ribbon.NFLoadBanlancerRuleClassName
# price服务调用course服务的负载均衡设置
# openfeign消费的负载均衡
course-list.ribbon.NFLoadBanlancerRuleClassName=com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule

利用Hystrix实现断路器

  • 比如获取用户信息卡住，但数据库的连接池一直未被释放。系统崩溃、断路器保护，某一处出现问题，保证不影响全部不可用，避免故障蔓延

  • 引入依赖

    <!--        断路器 客户端-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
</dependency>

  • 配置

    #断路器 客户端（默认关闭）
feign.hystrix.enabled=true

  • 启动注解

    @EnableCircuitBreaker

  • 断路器实现类CourseListClientHystrix

    package com.bennyrhys.course.client;

import com.bennyrhys.entity.Course;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 描述：     断路器实现类
 */
@Component
public class CourseListClientHystrix implements CourseListClient{
      
      

    @Override
    public List<Course> getList() {
      
      
        List<Course> defaultCourses = new ArrayList<>();
        Course course = new Course();
        course.setId(1);
        course.setCourseId(1);
        course.setCourseName("默认课程");
        course.setValid(1);
        defaultCourses.add(course);
        return defaultCourses;
    }
}

  • 指明调用服务的断路器类

    /**
 * 课程列表的Feign客户端
 */
@FeignClient(value = "course-list", fallback = CourseListClientHystrix.class)
@Primary //防止调用服务的controller爆红线不好看
public interface CourseListClient {
      
      
    @GetMapping("/course")
    List<Course> getList();
}

  • 断路器效果

整合两个服务

  • 将课程列表和课程价格进行整合

  • 返回实体CourseAndPrice

    Integer id;
Integer courseId;
String name;
Integer price;

  • service

    @Override
    public List<CourseAndPrice> getCoursesAndPrice() {
      
      
        List<CourseAndPrice> courseAndPriceList = new ArrayList<>();
        List<Course> courses = courseListClient.courseList();
        for (int i = 0; i < courses.size(); i++) {
      
      
            Course course = courses.get(i);
            if (course != null) {
      
      
                CoursePrice coursePrice = getCoursePrice(course.getCourseId());
                CourseAndPrice courseAndPrice = new CourseAndPrice();
                courseAndPrice.setPrice(coursePrice.getPrice());
                courseAndPrice.setName(course.getCourseName());
                courseAndPrice.setId(course.getId());
                courseAndPrice.setCourseId(course.getCourseId());
                courseAndPriceList.add(courseAndPrice);
            }
        }
        return courseAndPriceList;
    }
}

  • 实现

通过网关Zuul实现路由功能

  • 两个特点

    • 签名校验、登录校验冗余问题

    • API网关允许将API请求（内部或外部）路由到正确地址

  • 集成

    • 把自己注册到Eureka这个注册中心
    • 引入依赖
    • 配置路由地址

  • 新建mudle模块sourse-zuul

  • 引入依赖

    <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-zuul</artifactId>
    </dependency>
  </dependencies>

  <build>
    <plugins>
      <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>

  • 配置文件

    spring.application.name=course-gateway
server.port=9000
logging.pattern.console=%clr(%d{${LOG_DATEFORMAT_PATTERN:HH:mm:ss.SSS}}){faint} %clr(${LOG_LEVEL_PATTERN:-%5p}) %clr(${PID:- }){magenta} %clr(---){faint} %clr([%15.15t]){faint} %clr(%-40.40logger{39}){cyan} %clr(:){faint} %m%n${LOG_EXCEPTION_CONVERSION_WORD:%wEx}
mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case=true
eureka.client.service-url.defaultZone=http://localhost:8000/eureka/

#zuul.prefix=/bennyrhys
zuul.routes.course-list.path=/list/**
zuul.routes.course-list.service-id=course-list
zuul.routes.course-price.path=/price/**
zuul.routes.course-price.service-id=course-price

  • 启动类 注解

    package com.bennyrhys.course;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.cloud.client.SpringCloudApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.zuul.EnableZuulProxy;

/**
 * 描述：     网关启动类
 */
@EnableZuulProxy
@SpringCloudApplication
public class ZuulGatewayApplication {
      
      

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

  • 效果

实现网关过滤器

  • pre 过滤器在路由请求之前运行

  • route 过滤器可以处理请求的实际路由

  • post 路由请求后运行过滤器

  • error 如果在处理请求的过程中发生错误，则过滤器将运行

  • 过滤前

    package com.bennyrhys.course.filter;

import com.netflix.zuul.ZuulFilter;
import com.netflix.zuul.context.RequestContext;
import com.netflix.zuul.exception.ZuulException;
import org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.support.FilterConstants;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 描述：     记录请求时间
 */
@Component
public class PreRequestFilter extends ZuulFilter {
      
      

    @Override
    public String filterType() {
      
      
        //过滤器的类型
        return FilterConstants.PRE_TYPE;
    }

    @Override
    public int filterOrder() {
      
      
        return 0;
    }

    @Override
    public boolean shouldFilter() {
      
      
        //是否启用过滤器
        return true;
    }

    @Override
    public Object run() throws ZuulException {
      
      
        RequestContext currentContext = RequestContext.getCurrentContext();
        currentContext.set("startTime", System.currentTimeMillis());
        System.out.println("过滤器已经记录时间");
        return null;
    }
}

  • 过滤后

    package com.bennyrhys.course.filter;

import com.netflix.zuul.ZuulFilter;
import com.netflix.zuul.context.RequestContext;
import com.netflix.zuul.exception.ZuulException;
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.support.FilterConstants;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 描述：     请求处理后的过滤器
 */
@Component
public class PostRequestFilter extends ZuulFilter {
      
      

    @Override
    public String filterType() {
      
      
        return FilterConstants.POST_TYPE;
    }

    @Override
    public int filterOrder() {
      
      
        return FilterConstants.SEND_RESPONSE_FILTER_ORDER - 1;
    }

    @Override
    public boolean shouldFilter() {
      
      
        return true;
    }

    @Override
    public Object run() throws ZuulException {
      
      
        RequestContext currentContext = RequestContext.getCurrentContext();
        Long startTime = (Long) currentContext.get("startTime");
        long duration = System.currentTimeMillis() - startTime;
        String requestURI = currentContext.getRequest().getRequestURI();
        System.out.println("uri:" + requestURI + ",处理时长：" + duration);
        return null;
    }
}

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