如何零基础搭建一套微服务框架(一)

原标题:如何零基础搭建一套微服务框架(Spring Boot + Dubbo + Docker + Jenkins)

本文你将学到什么?

本文将以原理+实战的方式,首先对“微服务”相关的概念进行知识点扫盲,然后开始手把手教你搭建这一整套的微服务系统。

项目完整源码下载

https://github.com/bz51/SpringBoot-Dubbo-Docker-Jenkins
github.com

这套微服务框架能干啥?

这套系统搭建完之后,那可就厉害了:

  • 微服务架构
    你的整个应用程序将会被拆分成一个个功能独立的子系统,独立运行,系统与系统之间通过RPC接口通信。这样这些系统之间的耦合度大大降低,你的系统将非常容易扩展,团队协作效率提升了N个档次。这种架构通过眼下流行的SpringBoot和阿里巴巴吊炸天的Dubbo框架来实现。
  • 容器化部署
    你的各个微服务将采用目前处于浪潮之巅的Docker来实现容器化部署,避免一切因环境引起的各种问题,让你们团队的全部精力集中在业务开发上。
  • 自动化构建
    项目被微服务化后,各个服务之间的关系错中复杂,打包构建的工作量相当可怕。不过没关系,本文将借助Jenkins,帮助你一键自动化部署,从此你便告别了加班。
    知识点扫盲篇

咳咳,敲黑板啦!笔记赶紧记起来,课后我要检查的!检查不合格的同学放学后留下来!

知识点1:微服务

微服务一次近几年相当火,成为程序猿饭前便后装逼热门词汇,你不对它有所了解如何在程序猿装逼圈子里混?下面我用最为通俗易懂的语言介绍它。

要讲清楚微服务,我先要从一个系统架构的演进过程讲起。

单机结构

我想大家最最最熟悉的就是单机结构,一个系统业务量很小的时候所有的代码都放在一个项目中就好了,然后这个项目部署在一台服务器上就好了。整个项目所有的服务都由这台服务器提供。这就是单机结构。 那么,单机结构有啥缺点呢?我想缺点是显而易见的,单机的处理能力毕竟是有限的,当你的业务增长到一定程度的时候,单机的硬件资源将无法满足你的业务需求。此时便出现了集群模式,往下接着看。

集群结构

集群模式在程序猿界由各种装逼解释,有的让你根本无法理解,其实就是一个很简单的玩意儿,且听我一一道来。

单机处理到达瓶颈的时候,你就把单机复制几份,这样就构成了一个“集群”。集群中每台服务器就叫做这个集群的一个“节点”,所有节点构成了一个集群。每个节点都提供相同的服务,那么这样系统的处理能力就相当于提升了好几倍(有几个节点就相当于提升了这么多倍)。

但问题是用户的请求究竟由哪个节点来处理呢?最好能够让此时此刻负载较小的节点来处理,这样使得每个节点的压力都比较平均。要实现这个功能,就需要在所有节点之前增加一个“调度者”的角色,用户的所有请求都先交给它,然后它根据当前所有节点的负载情况,决定将这个请求交给哪个节点处理。这个“调度者”有个牛逼了名字——负载均衡服务器。

集群结构的好处就是系统扩展非常容易。如果随着你们系统业务的发展,当前的系统又支撑不住了,那么给这个集群再增加节点就行了。但是,当你的业务发展到一定程度的时候,你会发现一个问题——无论怎么增加节点,貌似整个集群性能的提升效果并不明显了。这时候,你就需要使用微服务结构了。

微服务结构

先来对前面的知识点做个总结。 从单机结构到集群结构,你的代码基本无需要作任何修改,你要做的仅仅是多部署几台服务器,没太服务器上运行相同的代码就行了。但是,当你要从集群结构演进到微服务结构的时候,之前的那套代码就需要发生较大的改动了。所以对于新系统我们建议,系统设计之初就采用微服务架构,这样后期运维的成本更低。但如果一套老系统需要升级成微服务结构的话,那就得对代码大动干戈了。所以,对于老系统而言,究竟是继续保持集群模式,还是升级成微服务架构,这需要你们的架构师深思熟虑、权衡投入产出比。

OK,下面开始介绍所谓的微服务。 微服务就是将一个完整的系统,按照业务功能,拆分成一个个独立的子系统,在微服务结构中,每个子系统就被称为“服务”。这些子系统能够独立运行在web容器中,它们之间通过RPC方式通信。

举个例子,假设需要开发一个在线商城。按照微服务的思想,我们需要按照功能模块拆分成多个独立的服务,如:用户服务、产品服务、订单服务、后台管理服务、数据分析服务等等。这一个个服务都是一个个独立的项目,可以独立运行。如果服务之间有依赖关系,那么通过RPC方式调用。

这样的好处有很多:

  1. 系统之间的耦合度大大降低,可以独立开发、独立部署、独立测试,系统与系统之间的边界非常明确,排错也变得相当容易,开发效率大大提升。
  2. 系统之间的耦合度降低,从而系统更易于扩展。我们可以针对性地扩展某些服务。假设这个商城要搞一次大促,下单量可能会大大提升,因此我们可以针对性地提升订单系统、产品系统的节点数量,而对于后台管理系统、数据分析系统而言,节点数量维持原有水平即可。
  3. 服务的复用性更高。比如,当我们将用户系统作为单独的服务后,该公司所有的产品都可以使用该系统作为用户系统,无需重复开发。

那么问题来了,当采用微服务结构后,一个完整的系统可能有很多独立的子系统组成,当业务量渐渐发展起来之后,而这些子系统之间的关系将错综复杂,而且为了能够针对性地增加某些服务的处理能力,某些服务的背后可能是一个集群模式,由多个节点构成,这无疑大大增加了运维的难度。微服务的想法好是好,但开发、运维的复杂度实在是太高。为了解决这些问题,阿里巴巴的Dubbo就横空出世了。

知识点2:Dubbo

Dubbo是一套微服务系统的协调者,在它这套体系中,一共有三种角色,分别是:服务提供者(下面简称提供者)、服务消费者(下面简称消费者)、注册中心。

你在使用的时候需要将Dubbo的jar包引入到你的项目中,也就是每个服务都要引入Dubbo的jar包。然后当这些服务初始化的时候,Dubbo就会将当前系统需要发布的服务、以及当前系统的IP和端口号发送给注册中心,注册中心便会将其记录下来。这就是服务发布的过程。与此同时,也是在系统初始化的时候,Dubbo还会扫描一下当前系统所需要引用的服务,然后向注册中心请求这些服务所在的IP和端口号。接下来系统就可以正常运行了。当系统A需要调用系统B的服务的时候,A就会与B建立起一条RPC信道,然后再调用B系统上相应的服务。

这,就是Dubbo的作用。

知识点3:容器化部署

当我们使用了微服务架构后,我们将一个原本完整的系统,按照业务逻辑拆分成一个个可独立运行的子系统。为了降低系统间的耦合度,我们希望这些子系统能够运行在独立的环境中,这些环境之间能够相互隔离。

在Docker出现之前,若使用虚拟机来实现运行环境的相互隔离的话成本较高,虚拟机会消耗较多的计算机硬件/软件资源。Docker不仅能够实现运行环境的隔离,而且能极大程度的节约计算机资源,它成为一种轻量级的“虚拟机”。

知识点4:自动化构建

当我们使用微服务架构后,随着业务的逐渐发展,系统之间的依赖关系会日益复杂,而且各个模块的构建顺序都有所讲究。对于一个小型系统来说,也许只有几个模块,那么你每次采用人肉构建的方式也许并不感觉麻烦。但随着系统业务的发展,你的系统之间的依赖关系日益复杂,子系统也逐渐增多,每次构建一下你都要非常小心谨慎,稍有不慎整个服务都无法正常启动。而且这些构建的工作很low,但却需要消耗大量的精力,这无疑降低了开发的效率。不过没关系,Jenkins就是来帮助你解决这个问题的。

我们只需在Jenkins中配置好代码仓库、各个模块的构建顺序和构建命令,在以后的构建中,只需要点击“立即构建”按钮,Jenkins就会自动到你的代码仓库中拉取最新的代码,然后根据你事先配置的构建命令进行构建,最后发布到指定的容器中运行。你也可以让Jenkins定时检查代码仓库版本的变化,一旦发现变动就自动地开始构建过程,并且让Jenkins在构建成功后给你发一封邮件。这样你连“立即构建”的按钮也不需要按,就能全自动地完成这一切构建过程。

实战动手篇

1. 学习目标

接下来我会带着大家,以一个在线商城为例,搭建一套能够自动化部署的微服务框架。这个框架能做如下几件事情:

基于SpringBoot快速开发 我们将选择目前热度很高的SpringBoot,最大限度地降低配置复杂度,把大量的精力投入到我们的业务开发中来。

基于Dubbo的微服务化 我们会使用阿里巴巴的开源框架Dubbo,将我们的系统拆分成多个独立的微服务,然后用Dubbo来管理所有服务的发布和引用。有了Dubbo之后,调用远程服务就像调用一个本地函数一样简单,Dubbo会帮我们完成远程调用背后所需要的一切。

基于Docker的容器化部署 由于使用了微服务架构后,我们的系统将会由很多子系统构成。为了达到多个系统之间环境隔离的目的,我们可以将它们部署在多台服务器上,可这样的成本会比较高,而且每台服务器的性能可能都没有充分利用起来。所以我们很自然地想到了虚拟机,在同一台服务器上运行多个虚拟机,从而实现环境的隔离,每个虚拟机上运行独立的服务。然而虚拟机的隔离成本依旧很高,因为它需要占用服务器较多的硬件资源和软件资源。所以,在微服务结构下,要实现服务环境的隔离,Docker是最佳选择。它比虚拟机更加轻量级,占用资源较少,而且能够实现快速部署。

基于Jenkins的自动化构建 当我们采用了微服务架构后,我们会发现这样一个问题。整个系统由许许多多的服务构
成,这些服务都需要运行在单独的容器中,那么每次发布的复杂度将非常高。首先你要搞清楚这些服务之间的依赖关系、启动的先后顺序,然后再将多个子系统挨个编译、打包、发布。这些操作技术难度低,却又容易出错。那么有什么工具能够帮助我们解决这些问题呢?答案就是——Jenkins。 它是一款自动化构建的工具,简单的来说,就是我们只需要在它的界面上按一个按钮,就可以实现上述一系列复杂的过程。

2. 项目背景介绍

本文我以一个大家都非常熟悉的在线商城作为例子,一步步教大家如何搭建微服务框架,它有如下功能:

  • 产品管理
    产品的增删改查。
  • 订单管理
    订单的增删改查、购物车功能。
  • 用户管理
    用户的登录、注册、权限管理、收货地址等等。
  • 数据分析
    提供对本系统数据分析的功能。

注意:本文的IDE使用的是intelliJ IDEA,推荐大家也用这个,用了都说好,用了你就会爱上它。

3. 创建项目的组织结构

在动手之前,我先来说一说这一步的目标:

  • 创建一个Maven Project,命名为“Gaoxi”
    这个Project由多个Module构成,每个Module对应着“微服务”的一个子系统,可独立运行,是一个独立的项目。 这也是目前主流的项目组织形式,即多模块项目。
  • 在Gaoxi这个项目下创建各个子模块,每个自模块都是一个独立的SpringBoot项目:
    • Gaoxi-User 用户服务
    • Gaoxi-Order 订单服务
    • Gaoxi-Product 产品服务
    • Gaoxi-Analysis 数据分析服务
    • Gaoxi-Controller 本系统的控制层,和以往三层结构中的Controller层的作用一样,都是用作请求调度,只不过在微服务架构中,我们将它抽象成一个单独的系统,可以独立运行。
    • Gaoxi-Common-Service-Facade 它处于本系统的最底层,被所有模块依赖,一些公用的类库都放在这里。
    • Gaoxi-Redis 我们将Redis封装成一个单独的服务,运行在独立的容器中,当哪一个模块需要使用Redis的时候,仅需要引入该服务即可,就免去了各种繁琐的、重复的配置。而这些配置均在Gaoxi-Redis系统中完成了。

图片描述

下面开始动手。

3.1 创建Project

  • New一个Project



链接:https://www.imooc.com/article/23376
来源:慕课网

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