【分布式微服务专题】从单体到分布式(一、SpringCloud项目初步升级)

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前言

从本节课开始,我将自己手写一个基于SpringCloud框架的web服务集群,中间会引入常用的微服务中间件。如:配置中心、网关、链路追踪、断路器等等。

本节课只是简单地从原有单体项目,然后升级成SpringCloud架构。

阅读对象

  1. 需要有实际Springboot-web开发经验

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前置知识

笔记正文

一、单体服务介绍

为了升级演示效果,我写了一个简单的SpringBoot单体应用,架构如下:

然后实现的功能也很简单,直接list获取库里面所有的数据。主要如下:

1)会员管理模块:提供一个/user/list接口,获取数据库里面所有用户数据

2)钱包管理模块:提供一个/wallet/list接口,获取数据库里面所有钱包数据

3)商品管理模块:提供一个/product/list接口,获取数据库里面所有商品数据

整体代码比较简单,就不贴了。我们前面有说过单体服务的缺点和限制,这边重申一下:

1)修改任意代码,甚至是application.yml都要重新打包编译部署,重启服务

2)单体机器存在性能瓶颈

3)很多时候,不同的服务QPS可能不一样,所以水平拓展的时候粒度不够精细

第三点对没有经验的小白可能理解上有点困难。简单说就是:在电商系统里面,正常来说访问商品模块的人,会比访问会员模块的人多。然后服务的性能瓶颈可能往往就是QPS最高的那个模块引起的,此时需要水平拓展服务,但由于是单体,所以每次拓展,都是对整个系统的拓展。但最理想的效果应该是,只对QPS最高的商品模块拓展

二、服务拆分

服务拆分之后,其实就可以理解为这就是所谓的【微服务】概念了。微服务简单说:一个 springboot 就是一个 微服务,并且这个 springboot 做的事情遵循单一职责。 比如说,在这里,服务经过拆分之后架构图成为了这样:(我新拓展了一个【订单服务】,虽然上面没贴,但是不妨碍理解)

甚至,经过水平拓展,也就是我们说的集群化之后,还可能是这样:

不过,随着服务的拆分,有一些衍生问题,却又无法避免。如下:

  1. 如何确定那些服务彼此之间的调用链路

比如上述架构图,可能存在会员服务调用订单服务的情况,那订单服务有两个服务,我怎么知道具体调用的是9081还是9082呢。甚至我的会员服务可能也有多台机器,那势必存在笛卡尔积的情况,他们之间的链路可能会更为复杂

  1. 同一组服务之间,甚至所有微服务之间,如何共享配置信息,配置如何自动刷新

比如说我多个微服务之间使用的是同一个数据库,redis,mq,这些配置信息理论上是可以共享的,而不必在每一个应用的application.yml文件上都声明

  1. 集群有新的服务上线,或者下线,如何处理

服务注册与发现

  1. 微服务如何不暴露细节,以一个整体去提供服务

网关

  1. 分布式事务
  2. 等等...(有一些我自己也不清楚,学习中)

三、分布式微服务升级前的思考

3.1 关于SpringBoot/SpringCloud的思考【有点门槛】

不知道你们是否跟我一样有同样的疑问,即:

  1. 什么是SpringBoot,如何新建一个SpringBoot项目
  2. 什么是SpringCloud,如何新建一个SpringCloud项目
  3. SpringCloudAlibaba和SpringCloud有什么关系

说来属实惭愧,我在此之前,真的没有很清晰的认知。只记得他们分别是Spring脚手架、微服务脚手架。但是我在做项目升级的时候发现,如果我的认知还是停留在这样片面的层次,会给我带来些不小的阻碍。

问题1:什么是SpringBoot,如何新建一个SpringBoot项目

不知道你们是否也一样,每次新建SpringBoot项目我都得重新百度一下如何新建,或者说,使用Idea的Spring Initializer来新建,不然对如何从空白项目新建一个SpringBoot没啥概念。经过这两天的学习之后,我终于是有点理解了。

简而言之,创建一个SpringBoot项目大概有如下三种方式:

  1. 新建一个继承自spring-boot-starter-parent的项目。如下:(这里分享一个相关知识点的传送门:《理解spring-boot-starter-parent》,大家伙学习下)

spring-boot-starter-parent主要是为我们使用、构建SpringBoot项目,提供了一些默认的配置。包括:

  1. 定义了Java编译版本为1.8。

  2. 使用UTF-8格式编码。

  3. 继承自spring-boot-dependencies,这个里边定义了Java+Spring开发常用依赖的版本,也正是因为继承了这个依赖,所以我们在写依赖时才不需要写版本号

  4. 预定义了一些Maven执行打包操作的配置

  5. 自动化的资源过滤。

  6. 自动化的插件配置。

  7. 针对application.properties和application.yml的资源过滤,包括通过profile定义的不同环境的配置文件,例如applicationdev.properties和application-dev.yml。

    使用spring-boot-starter-parent作为父项目,子项目可以继承父项目的依赖项、插件配置和默认设置,从而简化子项目的配置和管理。子项目可以通过在其pom.xml文件中引用父项目来继承这些配置,例如通过元素指定父项目的坐标。将相关的模块组织成多模块项目,可以提高代码的可维护性、复用性和团队协作效率。同时,使用父项目和子项目的结构,还可以方便地进行整体构建、测试和部署,保证模块之间的一致性和协调性。

  1. 新建一个项目,在<dependencyManagement>中添加spring-boot-dependencies的依赖

Spring Boot中的spring-boot-dependencies是一个特殊的依赖项,它提供了一组预定义的版本控制,用于管理Spring Boot及其相关库的版本。

在Spring Boot项目中,spring-boot-dependencies依赖是一个非常重要的依赖项,它主要作用是统一管理Spring Boot及其相关库的版本,避免版本冲突,简化依赖项管理。通过引入spring-boot-dependencies,你可以确保所使用的Spring Boot及其相关库的版本始终兼容,并能够轻松地升级到新的版本。

具体来说,spring-boot-dependencies包含了一个BOM(Bill of Materials)文件,这是一个包含了一系列库的清单,指定了这些库的版本号。当你在Maven或Gradle构建工具中添加spring-boot-dependencies依赖时,它会自动引入这个BOM文件。你可以直接声明其他Spring Boot相关的依赖项,并且这些依赖项会自动采用BOM中指定的版本。例如,你可以声明spring-boot-starter-web依赖,并且该依赖会自动使用BOM中定义的Spring Boot版本。

使用spring-boot-dependencies可以带来很多好处。首先,它可以统一管理所有的Spring Boot相关库的版本,避免不同库之间的版本冲突。其次,它可以简化依赖项的管理,不需要在每个项目中手动指定每个库的版本号。最后,它可以确保所使用的库的版本兼容性和一致性,避免因版本不同导致的问题。

总之,spring-boot-dependencies是Spring Boot框架提供的一个版本控制机制,它可以简化和统一项目中所使用的库的版本管理,确保版本的兼容性和一致性。

  1. 新建一个空白项目,在<dependency>中添加SpringBoot的依赖

其实就是没有使用上面1/2说的这两个做法咯。在这种情况下,需要我们自行去管理、确定依赖包的版本,容易出现兼容性问题。

通常,我们通过Spring Initializer或者Ali在线云原生构建也好,生成出来的SpringBoot都是采用方案1、2。

不知道大家有没有用心看我上面的介绍,我这边最后再结合自己的理解,简单的总结一下:

  1. 我们通常新建一个SpringBoot项目的时候,之所以在pom中继承自spring-boot-starter-parent主要是为了简化配置。这些简化配置包括:默认的JDK版本、默认的项目编码格式UTF-8、自动化的资源配置、插件配置。最重要的是,spring-boot-starter-parent继承自spring-boot-dependencies
  2. 而在spring-boot-dependencies中,定义了一系列Spring开发中,常用的jar包依赖,根据我的发现,在里面主要是包含了国外知名厂商的jar包,比如org.apache的东西
  3. 因为在spring-boot-dependencies里面预包含了很多jar包依赖,所以我们在实际使用中,很多jar包的引用不需要再显式地指定version。如下:

问题2:什么是SpringCloud,如何新建一个SpringCloud项目

我感觉在想通了问题1之后,对于这个问题我就没多少疑惑了。盲猜SpringCloud就是提供了很多关于微服务开发常用的中间件jar包依赖。根据我的理解也确实是这样

问题3:SpringCloudAlibaba和SpringCloud有什么关系

下面是我在【文心一言】看到的答案:

Spring Cloud Alibaba是Spring Cloud的子项目,符合Spring Cloud标准。它是一套完整的分布式解决方案,旨在推广阿里的产品。如果使用了Spring Cloud Alibaba,最好使用alibaba整个体系产品。

因此,Spring Cloud Alibaba和Spring Cloud的关系是,前者是后者的一部分,符合后者的标准。

但其实我不是很赞同这个说法,我觉得多少有点不准确。通过查看spring-cloud-dependenciesspring-cloud-alibaba-dependencies会发现,他们只是继承了同一个spring-cloud-dependencies-parent项目而已,所以文心一言说Spring Cloud Alibaba是Spring Cloud的子项目,符合Spring Cloud标准也没错。不过我个人认为:SpringCloud是SpringCloud公司给出的一个通用分布式微服务技术合集。而Spring Cloud Alibaba则是阿里给的一套,自己的解决方案,里面的微服务中间件都是阿里系的。说不定哪一天你就看到了Spring Cloud TencentSpring Cloud ByteDanceSpring Cloud HuaWei

我在后面将使用Spring Cloud Alibaba,大家可以通过传送门看看介绍:传送门。根据官方介绍,我们想要使用Spring Cloud Alibaba,只需要在pom中引入下面的依赖:

bash 复制代码
<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>${alibaba-cloud.version}</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

附上一张,应该是Alibaba给出的分布式微服务生态图:

四、SpringCloud升级整合

4.1 新建父子项目

使用IDEA新建一个父子项目,具体过程我就不贴了,如果你理解了【三、分布式微服务升级前的思考】的内容,最后发现也没那么难。当然,有时候需要一点Maven相关知识,我这边建议直接花半个小时看看【菜鸟教程Maven系列】,个人认为比较需要了解的是:Maven构建生命周期、Maven POM

新建出来之后就是一个父子项目咯,然后每个项目有自己的@SpringBootApplication启动类。

但显然,这不是我们想要的结果,我们在【二、服务拆分】中提到的问题依然还没有解决。如:

  1. 服务注册与发现(微服务最重要的一个点)
  2. 分布式配置管理
  3. 服务限流降级
  4. 链路追踪
  5. 分布式事务
  6. 等等

所以,接下来才是真正的重头戏啊。后面我会逐步整合,下一篇则是整合Nacos配置中心到项目中。

学习总结

  1. 理解了SpringBoot跟SpringCloud项目的具体含义
  2. 对如何新建一个SpringBoot项目有个较为清晰的认知

感谢

感谢简书大佬【作者:】的文章《理解spring-boot-starter-parent

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