1.1 微服务的架构特征:
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
自治:团队独立、技术独立、数据独立,独立部署和交付
面向服务:服务提供统一标准的接口,与语言和技术无关
隔离性强:服务调用做好隔离、容错、降级,避免出现级联问题
微服务的上述特性其实是在给分布式架构制定一个标准,进一步降低服务之间的耦合度,提供服务的独立性和灵活性。做到高内聚,低耦合。
因此,可以认为微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案 。
但方案该怎么落地?选用什么样的技术栈?全球的互联网公司都在积极尝试自己的微服务落地方案。
其中在Java领域最引人注目的就是SpringCloud提供的方案了。
1.2.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。
其中常见的组件包括:
*另外,SpringCloud底层是依赖于SpringBoot的,并且有版本的兼容关系,如下:
笔记采用的SpringBoot版本是2.3.x版本。
1.3.总结
单体架构:简单方便,高度耦合,扩展性差,适合小型项目。例如:学生管理系统
分布式架构:松耦合,扩展性好,但架构复杂,难度大。适合大型互联网项目,例如:京东、淘宝
微服务:一种良好的分布式架构方案
①优点:拆分粒度更小、服务更独立、耦合度更低
②缺点:架构非常复杂,运维、监控、部署难度提高
SpringCloud是微服务架构的一站式解决方案,集成了各种优秀微服务功能组件
2.服务拆分和远程调用
任何分布式架构都离不开服务的拆分,微服务也是一样。
2.1.服务拆分原则
不同微服务,不要重复开发相同业务
微服务数据独立,不要访问其它微服务的数据库
微服务可以将自己的业务暴露为接口,供其它微服务调用
2.2.服务拆分示例
以资料中的微服务cloud-demo为例,其结构如下:
cloud-demo:父工程,管理依赖
order-service:订单微服务,负责订单相关业务
user-service:用户微服务,负责用户相关业务
要求:
订单微服务和用户微服务都必须有各自的数据库,相互独立
订单服务和用户服务都对外暴露Restful的接口
订单服务如果需要查询用户信息,只能调用用户服务的Restful接口,不能查询用户数据库
2.2.1.导入Sql语句
首先,将资料提供的cloud-order.sql和cloud-user.sql导入到mysql中:
cloud-user表中初始数据如下:
cloud-order表中初始数据如下:
cloud-order表中持有cloud-user表中的id字段。
2.2.2.导入demo工程
用IDEA导入资料提供的Demo:
项目结构如下:
导入后,会在IDEA右下角出现弹窗:
点击弹窗,然后按下图选择:
会出现这样的菜单:
配置下项目使用的JDK:
2.3.实现远程调用案例
在order-service服务中,有一个根据id查询订单的接口:
根据id查询订单,返回值是Order对象,如图:
其中的user为null
在user-service中有一个根据id查询用户的接口:
查询的结果如图:
2.3.1.案例需求:
修改order-service中的根据id查询订单业务,要求在查询订单的同时,根据订单中包含的userId查询出用户信息,一起返回。
因此,我们需要在order-service中 向user-service发起一个http的请求,调用http://localhost:8081/user/{userId}这个接口。
大概的步骤是这样的:
注册一个RestTemplate的实例到Spring容器
修改order-service服务中的OrderService类中的queryOrderById方法,根据Order对象中的userId查询User
将查询的User填充到Order对象,一起返回
2.3.2.注册RestTemplate
首先,我们在order-service服务中的OrderApplication启动类中,注册RestTemplate实例:
java
package cn.itcast.order;
import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.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();
}
}
2.3.3.实现远程调用
修改order-service服务中的cn.itcast.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法:
2.4.提供者与消费者
在服务调用关系中,会有两个不同的角色:
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)
但是,服务提供者与服务消费者的角色并不是绝对的,而是相对于业务而言。
如果服务A调用了服务B,而服务B又调用了服务C,服务B的角色是什么?
对于A调用B的业务而言:A是服务消费者,B是服务提供者
对于B调用C的业务而言:B是服务消费者,C是服务提供者
因此,服务B既可以是服务提供者,也可以是服务消费者。
3.Eureka注册中心
假如我们的服务提供者user-service部署了多个实例,如图:
大家思考几个问题:
order-service在发起远程调用的时候,该如何得知user-service实例的ip地址和端口?
有多个user-service实例地址,order-service调用时该如何选择?
order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康,是不是已经宕机?
3.1.Eureka的结构和作用
这些问题都需要利用SpringCloud中的注册中心来解决,其中最广为人知的注册中心就是Eureka,其结构如下:
回答之前的各个问题。
问题1:order-service如何得知user-service实例地址?
获取地址信息的流程如下:
user-service服务实例启动后,将自己的信息注册到eureka-server(Eureka服务端)。这个叫服务注册
eureka-server保存服务名称到服务实例地址列表的映射关系
order-service根据服务名称,拉取实例地址列表。这个叫服务发现或服务拉取
问题2:order-service如何从多个user-service实例中选择具体的实例?
order-service从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址
向该实例地址发起远程调用
问题3:order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康,是不是已经宕机?
user-service会每隔一段时间(默认30秒)向eureka-server发起请求,报告自己状态,称为心跳
当超过一定时间没有发送心跳时,eureka-server会认为微服务实例故障,将该实例从服务列表中剔除
order-service拉取服务时,就能将故障实例排除了
因此,接下来我们动手实践的步骤包括:
3.2.搭建eureka-server
首先大家注册中心服务端:eureka-server,这必须是一个独立的微服务
3.2.1.创建eureka-server服务
在cloud-demo父工程下,创建一个子模块:
填写模块信息:
然后填写服务信息:
3.2.2.引入eureka依赖
引入SpringCloud为eureka提供的starter依赖:
java
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>
3.2.3.编写启动类
给eureka-server服务编写一个启动类,一定要添加一个@EnableEurekaServer注解,开启eureka的注册中心功能:
java
package cn.itcast.eureka;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);
}
}
3.2.4.编写配置文件
编写一个application.yml文件,内容如下:
java
server:
port: 10086
spring:
application:
name: eureka-server
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
3.2.5.启动服务
启动微服务,然后在浏览器访问:http://127.0.0.1:10086
看到下面结果应该是成功了:
3.3.服务注册
下面,我们将user-service注册到eureka-server中去。
1)引入依赖
在user-service的pom文件中,引入下面的eureka-client依赖:
java
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
2)配置文件
在user-service中,修改application.yml文件,添加服务名称、eureka地址:
java
spring:
application:
name: userservice
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
3)启动多个user-service实例
为了演示一个服务有多个实例的场景,我们添加一个SpringBoot的启动配置,再启动一个user-service。
首先,复制原来的user-service启动配置:
然后,在弹出的窗口中,填写信息:
现在,SpringBoot窗口会出现两个user-service启动配置:
不过,第一个是8081端口,第二个是8082端口。
启动两个user-service实例:
查看eureka-server管理页面:
3.4.服务发现
下面,我们将order-service的逻辑修改:向eureka-server拉取user-service的信息,实现服务发现。
1)引入依赖
之前说过,服务发现、服务注册统一都封装在eureka-client依赖,因此这一步与服务注册时一致。
在order-service的pom文件中,引入下面的eureka-client依赖:
java
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
2)配置文件
服务发现也需要知道eureka地址,因此第二步与服务注册一致,都是配置eureka信息:
在order-service中,修改application.yml文件,添加服务名称、eureka地址:
java
spring:
application:
name: orderservice
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
3)服务拉取和负载均衡
最后,我们要去eureka-server中拉取user-service服务的实例列表,并且实现负载均衡。
不过这些动作不用我们去做,只需要添加一些注解即可。
在order-service的OrderApplication中,给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解:
修改order-service服务中的cn.itcast.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法。修改访问的url路径,用服务名代替ip、端口:
spring会自动帮助我们从eureka-server端,根据userservice这个服务名称,获取实例列表,而后完成负载均衡。
4.Ribbon负载均衡
上一节中,我们添加了@LoadBalanced注解,即可实现负载均衡功能,这是什么原理呢?
4.1.负载均衡原理
SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件,来实现负载均衡功能的。
那么我们发出的请求明明是http://userservice/user/1,怎么变成了http://localhost:8081的呢?
4.2.源码跟踪
为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢?之前还要获取ip和端口。
显然有人帮我们根据service名称,获取到了服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor,这个类会在对RestTemplate的请求进行拦截,然后从Eureka根据服务id获取服务列表,随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息,替换服务id。
我们进行源码跟踪:
1)LoadBalancerIntercepor
可以看到这里的intercept方法,拦截了用户的HttpRequest请求,然后做了几件事:
request.getURI():获取请求uri,本例中就是 http://user-service/user/8
originalUri.getHost():获取uri路径的主机名,其实就是服务id,user-service
this.loadBalancer.execute():处理服务id,和用户请求。
这里的this.loadBalancer是LoadBalancerClient类型,我们继续跟入。
2)LoadBalancerClient
继续跟入execute方法:
代码是这样的:
getLoadBalancer(serviceId):根据服务id获取ILoadBalancer,而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存起来。
getServer(loadBalancer):利用内置的负载均衡算法,从服务列表中选择一个。本例中,可以看到获取了8082端口的服务
放行后,再次访问并跟踪,发现获取的是8081:
果然实现了负载均衡。
3)负载均衡策略IRule
在刚才的代码中,可以看到获取服务使通过一个getServer方法来做负载均衡:
我们继续跟入:
继续跟踪源码chooseServer方法,发现这么一段代码:
我们看看这个rule是谁:
这里的rule默认值是一个RoundRobinRule,看类的介绍:
这不就是轮询的意思嘛。
到这里,整个负载均衡的流程我们就清楚了。
4)总结
SpringCloudRibbon的底层采用了一个拦截器,拦截了RestTemplate发出的请求,对地址做了修改。用一幅图来总结一下:
基本流程如下:
拦截我们的RestTemplate请求http://userservice/user/1
RibbonLoadBalancerClient会从请求url中获取服务名称,也就是user-service
DynamicServerListLoadBalancer根据user-service到eureka拉取服务列表
eureka返回列表,localhost:8081、localhost:8082
IRule利用内置负载均衡规则,从列表中选择一个,例如localhost:8081
RibbonLoadBalancerClient修改请求地址,用localhost:8081替代userservice,得到http://localhost:8081/user/1,发起真实请求
4.3.负载均衡策略
4.3.1.负载均衡策略
负载均衡的规则都定义在IRule接口中,而IRule有很多不同的实现类:
不同规则的含义如下:
内置负载均衡规则类
规则描述
RoundRobinRule
简单轮询服务列表来选择服务器。它是Ribbon默认的负载均衡规则。
AvailabilityFilteringRule
对以下两种服务器进行忽略: (1)在默认情况下,这台服务器如果3次连接失败,这台服务器就会被设置为"短路"状态。短路状态将持续30秒,如果再次连接失败,短路的持续时间就会几何级地增加。 (2)并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高,配置了AvailabilityFilteringRule规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限,可以由客户端的..ActiveConnectionsLimit属性进行配置。
WeightedResponseTimeRule
为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长,这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器,这个权重值会影响服务器的选择。
ZoneAvoidanceRule
以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类,这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。
BestAvailableRule
忽略那些短路的服务器,并选择并发数较低的服务器。
RandomRule
随机选择一个可用的服务器。
RetryRule
重试机制的选择逻辑
默认的实现就是ZoneAvoidanceRule,是一种轮询方案
4.3.2.自定义负载均衡策略
通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则,有两种方式:
代码方式:在order-service中的OrderApplication类中,定义一个新的IRule:
java
@Bean
public IRule randomRule(){
return new RandomRule();
}
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:
复制
java
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
4.4.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:
java
ribbon:
eager-load:
enabled: true
clients: userservice
5.Nacos注册中心
国内公司一般都推崇阿里巴巴的技术,比如注册中心,SpringCloudAlibaba也推出了一个名为Nacos的注册中心。
5.1.认识和安装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。
安装方式参考: Nacos安装指南
5.2.服务注册到nacos
Nacos是SpringCloudAlibaba的组件,而SpringCloudAlibaba也遵循SpringCloud中定义的服务注册、服务发现规范。因此使用Nacos和使用Eureka对于微服务来说,并没有太大区别。
主要差异在于:
依赖不同
服务地址不同
1)引入依赖
在cloud-demo父工程的pom文件中的<dependencyManagement>中引入SpringCloudAlibaba的依赖:
java
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
<version>2.2.6.RELEASE</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
然后在user-service和order-service中的pom文件中引入nacos-discovery依赖:
java
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
注意:不要忘了注释掉eureka的依赖
2)配置nacos地址
在user-service和order-service的application.yml中添加nacos地址:
java
spring:
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
注意:不要忘了注释掉eureka的地址
3)重启
重启微服务后,登录nacos管理页面,可以看到微服务信息:
5.3.服务分级存储模型
一个服务可以有多个实例,例如我们的user-service,可以有:
127.0.0.1:8081
127.0.0.1:8082
127.0.0.1:8083
假如这些实例分布于全国各地的不同机房,例如:
127.0.0.1:8081,在上海机房
127.0.0.1:8082,在上海机房
127.0.0.1:8083,在杭州机房
Nacos就将同一机房内的实例 划分为一个集群。
也就是说,user-service是服务,一个服务可以包含多个集群,如杭州、上海,每个集群下可以有多个实例,形成分级模型,如图:
微服务互相访问时,应该尽可能访问同集群实例,因为本地访问速度更快。当本集群内不可用时,才访问其它集群。例如:
杭州机房内的order-service应该优先访问同机房的user-service。
5.3.1.给user-service配置集群
修改user-service的application.yml文件,添加集群配置:
java
spring:
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
discovery:
cluster-name: HZ # 集群名称
重启两个user-service实例后,我们可以在nacos控制台看到下面结果:
我们再次复制一个user-service启动配置,添加属性:
java
-Dserver.port=8083 -Dspring.cloud.nacos.discovery.cluster-name=SH
配置如图所示:
启动UserApplication3后再次查看nacos控制台:
5.3.2.同集群优先的负载均衡
默认的ZoneAvoidanceRule并不能实现根据同集群优先来实现负载均衡。
因此Nacos中提供了一个NacosRule的实现,可以优先从同集群中挑选实例。
1)给order-service配置集群信息
修改order-service的application.yml文件,添加集群配置:
java
spring:
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
discovery:
cluster-name: HZ # 集群名称
2)修改负载均衡规则
修改order-service的application.yml文件,修改负载均衡规则:
java
userservice:
ribbon:
NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则
5.4.权重配置
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。
但默认情况下NacosRule是同集群内随机挑选,不会考虑机器的性能问题。
因此,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。
在nacos控制台,找到user-service的实例列表,点击编辑,即可修改权重:
在弹出的编辑窗口,修改权重:
注意:如果权重修改为0,则该实例永远不会被访问
5.5.环境隔离
Nacos提供了namespace来实现环境隔离功能。
nacos中可以有多个namespace
namespace下可以有group、service等
不同namespace之间相互隔离,例如不同namespace的服务互相不可见
5.5.1.创建namespace
默认情况下,所有service、data、group都在同一个namespace,名为public:
我们可以点击页面新增按钮,添加一个namespace:
然后,填写表单:
就能在页面看到一个新的namespace:
5.5.2.给微服务配置namespace
给微服务配置namespace只能通过修改配置来实现。
例如,修改order-service的application.yml文件:
java
spring:
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
discovery:
cluster-name: HZ
namespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间,填ID
重启order-service后,访问控制台,可以看到下面的结果:
此时访问order-service,因为namespace不同,会导致找不到userservice,控制台会报错:
5.6.Nacos与Eureka的区别
Nacos的服务实例分为两种l类型:
临时实例:如果实例宕机超过一定时间,会从服务列表剔除,默认的类型。
非临时实例:如果实例宕机,不会从服务列表剔除,也可以叫永久实例。
配置一个服务实例为永久实例:
java
spring:
cloud:
nacos:
discovery:
ephemeral: false # 设置为非临时实例
Nacos和Eureka整体结构类似,服务注册、服务拉取、心跳等待,但是也存在一些差异:
Nacos与eureka的共同点
都支持服务注册和服务拉取
都支持服务提供者心跳方式做健康检测
Nacos与Eureka的区别
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
临时实例心跳不正常会被剔除,非临时实例则不会被剔除
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
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
6.Nacos配置管理
Nacos除了可以做注册中心,同样可以做配置管理来使用。
6.1.统一配置管理
当微服务部署的实例越来越多,达到数十、数百时,逐个修改微服务配置就会让人抓狂,而且很容易出错。我们需要一种统一配置管理方案,可以集中管理所有实例的配置。
Nacos一方面可以将配置集中管理,另一方可以在配置变更时,及时通知微服务,实现配置的热更新。
1.1.1.在nacos中添加配置文件
如何在nacos中管理配置呢?
然后在弹出的表单中,填写配置信息:
注意:项目的核心配置,需要热更新的配置才有放到nacos管理的必要。基本不会变更的一些配置还是保存在微服务本地比较好。
1.1.2.从微服务拉取配置
微服务要拉取nacos中管理的配置,并且与本地的application.yml配置合并,才能完成项目启动。
但如果尚未读取application.yml,又如何得知nacos地址呢?
因此spring引入了一种新的配置文件:bootstrap.yaml/bootstrap.yml文件,会在application.yml之前被读取,流程如下:
1)引入nacos-config依赖
首先,在user-service服务中,引入nacos-config的客户端依赖:
java
<!--nacos配置管理依赖-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>
2)添加bootstrap.yaml
然后,在user-service中添加一个bootstrap.yaml文件,内容如下:
java
spring:
application:
name: userservice # 服务名称
profiles:
active: dev #开发环境,这里是dev
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848 # Nacos地址
config:
file-extension: yaml # 文件后缀名
这里会根据spring.cloud.nacos.server-addr获取nacos地址,再根据
{spring.application.name}-{spring.profiles.active}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}作为文件id,来读取配置。
本例中,就是去读取userservice-dev.yaml:
3)读取nacos配置
在user-service中的UserController中添加业务逻辑,读取pattern.dateformat配置:
完整代码:
java
package cn.itcast.user.web;
import cn.itcast.user.pojo.User;
import cn.itcast.user.service.UserService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
@Autowired
private UserService userService;
@Value("${pattern.dateformat}")
private String dateformat;
@GetMapping("now")
public String now(){
return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(dateformat));
}
// ...略
}
在页面访问,可以看到效果:
1.2.配置热更新
我们最终的目的,是修改nacos中的配置后,微服务中无需重启即可让配置生效,也就是配置热更新。
要实现配置热更新,可以使用两种方式:
1.2.1.方式一
在@Value注入的变量所在类上添加注解@RefreshScope:
1.2.2.方式二
使用@ConfigurationProperties注解代替@Value注解。
在user-service服务中,添加一个类,读取patterrn.dateformat属性:
java
package cn.itcast.user.config;
import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
@Data
@ConfigurationProperties(prefix = "pattern")
public class PatternProperties {
private String dateformat;
}
在UserController中使用这个类代替@Value:
完整代码:
java
package cn.itcast.user.web;
import cn.itcast.user.config.PatternProperties;
import cn.itcast.user.pojo.User;
import cn.itcast.user.service.UserService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
@Autowired
private UserService userService;
@Autowired
private PatternProperties patternProperties;
@GetMapping("now")
public String now(){
return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(patternProperties.getDateformat()));
}
// 略
}
1.3.配置共享
其实微服务启动时,会去nacos读取多个配置文件,例如:
[spring.application.name]-[spring.profiles.active].yaml,例如:userservice-dev.yaml
[spring.application.name].yaml,例如:userservice.yaml
而[spring.application.name].yaml不包含环境,因此可以被多个环境共享。
下面我们通过案例来测试配置共享
1)添加一个环境共享配置
我们在nacos中添加一个userservice.yaml文件:
2)在user-service中读取共享配置
在user-service服务中,修改PatternProperties类,读取新添加的属性:
在user-service服务中,修改UserController,添加一个方法:
3)运行两个UserApplication,使用不同的profile
修改UserApplication2这个启动项,改变其profile值:
这样,UserApplication(8081)使用的profile是dev,UserApplication2(8082)使用的profile是test。
启动UserApplication和UserApplication2
访问http://localhost:8081/user/prop,结果:
访问http://localhost:8082/user/prop,结果:
可以看出来,不管是dev,还是test环境,都读取到了envSharedValue这个属性的值。
4)配置共享的优先级
当nacos、服务本地同时出现相同属性时,优先级有高低之分:
1.4.搭建Nacos集群
Nacos生产环境下一定要部署为集群状态,部署方式参考 Nacos集群部署
2.Feign远程调用
先来看我们以前利用RestTemplate发起远程调用的代码:
存在下面的问题:
代码可读性差,编程体验不统一
参数复杂URL难以维护
Feign是一个声明式的http客户端,官方地址:https://github.com/OpenFeign/feign
其作用就是帮助我们优雅的实现http请求的发送,解决上面提到的问题。
2.1.Feign替代RestTemplate
Fegin的使用步骤如下:
1)引入依赖
我们在order-service服务的pom文件中引入feign的依赖:
java
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
2)添加注解
在order-service的启动类添加注解开启Feign的功能:
3)编写Feign的客户端
在order-service中新建一个接口,内容如下:
java
package cn.itcast.order.client;
import cn.itcast.order.pojo.User;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
@FeignClient("userservice")
public interface UserClient {
@GetMapping("/user/{id}")
User findById(@PathVariable("id") Long id);
}
这个客户端主要是基于SpringMVC的注解来声明远程调用的信息,比如:
服务名称:userservice
请求方式:GET
请求路径:/user/{id}
请求参数:Long id
返回值类型:User
这样,Feign就可以帮助我们发送http请求,无需自己使用RestTemplate来发送了。
4)测试
修改order-service中的OrderService类中的queryOrderById方法,使用Feign客户端代替RestTemplate:
是不是看起来优雅多了。
5)总结
使用Feign的步骤:
① 引入依赖
② 添加@EnableFeignClients注解
③ 编写FeignClient接口
④ 使用FeignClient中定义的方法代替RestTemplate
2.2.自定义配置
Feign可以支持很多的自定义配置,如下表所示:
一般情况下,默认值就能满足我们使用,如果要自定义时,只需要创建自定义的@Bean覆盖默认Bean即可。
下面以日志为例来演示如何自定义配置。
2.2.1.配置文件方式
基于配置文件修改feign的日志级别可以针对单个服务:
java
feign:
client:
config:
userservice: # 针对某个微服务的配置
loggerLevel: FULL # 日志级别
也可以针对所有服务:
java
feign:
client:
config:
default: # 这里用default就是全局配置,如果是写服务名称,则是针对某个微服务的配置
loggerLevel: FULL # 日志级别
而日志的级别分为四种:
NONE:不记录任何日志信息,这是默认值。
BASIC:仅记录请求的方法,URL以及响应状态码和执行时间
HEADERS:在BASIC的基础上,额外记录了请求和响应的头信息
FULL:记录所有请求和响应的明细,包括头信息、请求体、元数据。
2.2.2.Java代码方式
也可以基于Java代码来修改日志级别,先声明一个类,然后声明一个Logger.Level的对象:
java
public class DefaultFeignConfiguration {
@Bean
public Logger.Level feignLogLevel(){
return Logger.Level.BASIC; // 日志级别为BASIC
}
}
如果要全局生效,将其放到启动类的@EnableFeignClients这个注解中:
@EnableFeignClients(defaultConfiguration = DefaultFeignConfiguration .class)
如果是局部生效,则把它放到对应的@FeignClient这个注解中:
@FeignClient(value = "userservice", configuration = DefaultFeignConfiguration .class)
2.3.Feign使用优化
Feign底层发起http请求,依赖于其它的框架。其底层客户端实现包括:
•URLConnection:默认实现,不支持连接池
•Apache HttpClient :支持连接池
•OKHttp:支持连接池
因此提高Feign的性能主要手段就是使用连接池代替默认的URLConnection。
这里我们用Apache的HttpClient来演示。
1)引入依赖
在order-service的pom文件中引入Apache的HttpClient依赖:
java
<!--httpClient的依赖 -->
<dependency>
<groupId>io.github.openfeign</groupId>
<artifactId>feign-httpclient</artifactId>
</dependency>
2)配置连接池
在order-service的application.yml中添加配置:
java
feign:
client:
config:
default: # default全局的配置
loggerLevel: BASIC # 日志级别,BASIC就是基本的请求和响应信息
httpclient:
enabled: true # 开启feign对HttpClient的支持
max-connections: 200 # 最大的连接数
max-connections-per-route: 50 # 每个路径的最大连接数
接下来,在FeignClientFactoryBean中的loadBalance方法中打断点:
Debug方式启动order-service服务,可以看到这里的client,底层就是Apache HttpClient:
总结,Feign的优化:
1.日志级别尽量用basic
2.使用HttpClient或OKHttp代替URLConnection
① 引入feign-httpClient依赖
② 配置文件开启httpClient功能,设置连接池参数
2.4.最佳实践
所谓最近实践,就是使用过程中总结的经验,最好的一种使用方式。
自习观察可以发现,Feign的客户端与服务提供者的controller代码非常相似:
feign客户端:
UserController:
有没有一种办法简化这种重复的代码编写呢?
2.4.1.继承方式
一样的代码可以通过继承来共享:
1)定义一个API接口,利用定义方法,并基于SpringMVC注解做声明。
2)Feign客户端和Controller都集成改接口
优点:
简单
实现了代码共享
缺点:
服务提供方、服务消费方紧耦合
参数列表中的注解映射并不会继承,因此Controller中必须再次声明方法、参数列表、注解
2.4.2.抽取方式
将Feign的Client抽取为独立模块,并且把接口有关的POJO、默认的Feign配置都放到这个模块中,提供给所有消费者使用。
例如,将UserClient、User、Feign的默认配置都抽取到一个feign-api包中,所有微服务引用该依赖包,即可直接使用。
2.4.3.实现基于抽取的最佳实践
1)抽取
首先创建一个module,命名为feign-api:
项目结构:
在feign-api中然后引入feign的starter依赖
java
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
然后,order-service中编写的UserClient、User、DefaultFeignConfiguration都复制到feign-api项目中
2)在order-service中使用feign-api
首先,删除order-service中的UserClient、User、DefaultFeignConfiguration等类或接口。
在order-service的pom文件中中引入feign-api的依赖:
java
<dependency>
<groupId>cn.itcast.demo</groupId>
<artifactId>feign-api</artifactId>
<version>1.0</version>
</dependency>
修改order-service中的所有与上述三个组件有关的导包部分,改成导入feign-api中的包
3)重启测试
重启后,发现服务报错了:
这是因为UserClient现在在cn.itcast.feign.clients包下,
而order-service的@EnableFeignClients注解是在cn.itcast.order包下,不在同一个包,无法扫描到UserClient。
4)解决扫描包问题
方式一:
指定Feign应该扫描的包:
@EnableFeignClients(basePackages = "cn.itcast.feign.clients")
方式二:
指定需要加载的Client接口:
@EnableFeignClients(clients = {UserClient.class})
3.Gateway服务网关
Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目,该项目是基于 Spring 5.0,Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等响应式编程和事件流技术开发的网关,它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。
3.1.为什么需要网关
Gateway网关是我们服务的守门神,所有微服务的统一入口。
网关的核心功能特性:
请求路由
权限控制
限流
架构图:
权限控制:网关作为微服务入口,需要校验用户是是否有请求资格,如果没有则进行拦截。
路由和负载均衡:一切请求都必须先经过gateway,但网关不处理业务,而是根据某种规则,把请求转发到某个微服务,这个过程叫做路由。当然路由的目标服务有多个时,还需要做负载均衡。
限流:当请求流量过高时,在网关中按照下流的微服务能够接受的速度来放行请求,避免服务压力过大。
在SpringCloud中网关的实现包括两种:
gateway
zuul
Zuul是基于Servlet的实现,属于阻塞式编程。而SpringCloudGateway则是基于Spring5中提供的WebFlux,属于响应式编程的实现,具备更好的性能。
3.2.gateway快速入门
下面,我们就演示下网关的基本路由功能。基本步骤如下:
创建SpringBoot工程gateway,引入网关依赖
编写启动类
编写基础配置和路由规则
启动网关服务进行测试
1)创建gateway服务,引入依赖
创建服务:
引入依赖:
java
<!--网关-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<!--nacos服务发现依赖-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
2)编写启动类
java
package cn.itcast.gateway;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
}
}
3)编写基础配置和路由规则
创建application.yml文件,内容如下:
java
server:
port: 10010 # 网关端口
spring:
application:
name: gateway # 服务名称
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848 # nacos地址
gateway:
routes: # 网关路由配置
- id: user-service # 路由id,自定义,只要唯一即可
# uri: http://127.0.0.1:8081 # 路由的目标地址 http就是固定地址
uri: lb://userservice # 路由的目标地址 lb就是负载均衡,后面跟服务名称
predicates: # 路由断言,也就是判断请求是否符合路由规则的条件
- Path=/user/** # 这个是按照路径匹配,只要以/user/开头就符合要求
我们将符合Path 规则的一切请求,都代理到 uri参数指定的地址。
本例中,我们将 /user/**开头的请求,代理到lb://userservice,lb是负载均衡,根据服务名拉取服务列表,实现负载均衡。
4)重启测试
重启网关,访问http://localhost:10010/user/1时,符合/user/\*\*规则,请求转发到uri:http://userservice/user/1,得到了结果:
5)网关路由的流程图
整个访问的流程如下:
总结:
网关搭建步骤:
创建项目,引入nacos服务发现和gateway依赖
配置application.yml,包括服务基本信息、nacos地址、路由
路由配置包括:
路由id:路由的唯一标示
路由目标(uri):路由的目标地址,http代表固定地址,lb代表根据服务名负载均衡
路由断言(predicates):判断路由的规则,
路由过滤器(filters):对请求或响应做处理
接下来,就重点来学习路由断言和路由过滤器的详细知识
3.3.断言工厂
我们在配置文件中写的断言规则只是字符串,这些字符串会被Predicate Factory读取并处理,转变为路由判断的条件
例如Path=/user/**是按照路径匹配,这个规则是由
org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory类来
处理的,像这样的断言工厂在SpringCloudGateway还有十几个:
我们只需要掌握Path这种路由方式就可以了。
3.4.过滤器工厂
GatewayFilter是网关中提供的一种过滤器,可以对进入网关的请求和微服务返回的响应做处理:
3.4.1.路由过滤器的种类
Spring提供了31种不同的路由过滤器工厂。例如:
3.4.2.请求头过滤器
下面我们以AddRequestHeader 为例来讲解。
需求:给所有进入userservice的请求添加一个请求头:Truth=itcast is freaking awesome!
只需要修改gateway服务的application.yml文件,添加路由过滤即可:
java
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: user-service
uri: lb://userservice
predicates:
- Path=/user/**
filters: # 过滤器
- AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome! # 添加请求头
当前过滤器写在userservice路由下,因此仅仅对访问userservice的请求有效。
3.4.3.默认过滤器
如果要对所有的路由都生效,则可以将过滤器工厂写到default下。格式如下:
java
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: user-service
uri: lb://userservice
predicates:
- Path=/user/**
default-filters: # 默认过滤项
- AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome!
3.4.4.总结
过滤器的作用是什么?
① 对路由的请求或响应做加工处理,比如添加请求头
② 配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效
defaultFilters的作用是什么?
① 对所有路由都生效的过滤器
3.5.全局过滤器
在Gateway过滤器,网关提供了31种,但每一种过滤器的作用都是固定的。如果我们希望拦截请求,做自己的业务逻辑则没办法实现。
3.5.1.全局过滤器作用
全局过滤器的作用也是处理一切进入网关的请求和微服务响应,与GatewayFilter的作用一样。区别在于GatewayFilter通过配置定义,处理逻辑是固定的;而GlobalFilter的逻辑需要自己写代码实现。
定义方式是实现GlobalFilter接口。
java
public interface GlobalFilter {
/**
* 处理当前请求,有必要的话通过{@link GatewayFilterChain}将请求交给下一个过滤器处理
*
* @param exchange 请求上下文,里面可以获取Request、Response等信息
* @param chain 用来把请求委托给下一个过滤器
* @return {@code Mono<Void>} 返回标示当前过滤器业务结束
*/
Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}
在filter中编写自定义逻辑,可以实现下列功能:
登录状态判断
权限校验
请求限流等
3.5.2.自定义全局过滤器
需求:定义全局过滤器,拦截请求,判断请求的参数是否满足下面条件:
参数中是否有authorization,
authorization参数值是否为admin
如果同时满足则放行,否则拦截
实现:
在gateway中定义一个过滤器:
java
package cn.itcast.gateway.filters;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;
@Order(-1)
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter {
@Override
public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
// 1.获取请求参数
MultiValueMap<String, String> params = exchange.getRequest().getQueryParams();
// 2.获取authorization参数
String auth = params.getFirst("authorization");
// 3.校验
if ("admin".equals(auth)) {
// 放行
return chain.filter(exchange);
}
// 4.拦截
// 4.1.禁止访问,设置状态码
exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.FORBIDDEN);
// 4.2.结束处理
return exchange.getResponse().setComplete();
}
}
3.5.3.过滤器执行顺序
请求进入网关会碰到三类过滤器:当前路由的过滤器、DefaultFilter、GlobalFilter
请求路由后,会将当前路由过滤器和DefaultFilter、GlobalFilter,合并到一个过滤器链(集合)中,排序后依次执行每个过滤器:
排序的规则是什么呢?
每一个过滤器都必须指定一个int类型的order值,order值越小,优先级越高,执行顺序越靠前。
GlobalFilter通过实现Ordered接口,或者添加@Order注解来指定order值,由我们自己指定
路由过滤器和defaultFilter的order由Spring指定,默认是按照声明顺序从1递增。
当过滤器的order值一样时,会按照 defaultFilter > 路由过滤器 > GlobalFilter的顺序执行。
详细内容,可以查看源码:
org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionRouteLocator#getFilters()方法是先加载defaultFilters,然后再加载某个route的filters,然后合并。
org.springframework.cloud.gateway.handler.FilteringWebHandler#handle()方法会加载全局过滤器,与前面的过滤器合并后根据order排序,组织过滤器链
3.6.跨域问题
3.6.1.什么是跨域问题
跨域:域名不一致就是跨域,主要包括:
域名不同: www.taobao.com 和 www.taobao.org 和 www.jd.com 和 miaosha.jd.com
域名相同,端口不同:localhost:8080和localhost8081
跨域问题:浏览器禁止请求的发起者与服务端发生跨域ajax请求,请求被浏览器拦截的问题
解决方案:CORS,这个以前应该学习过,这里不再赘述了。不知道的小伙伴可以查看https://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/cors.html
3.6.2.模拟跨域问题
找到资料的页面文件:
放入tomcat或者nginx这样的web服务器中,启动并访问。
可以在浏览器控制台看到下面的错误:
从localhost:8090访问localhost:10010,端口不同,显然是跨域的请求。
3.6.3.解决跨域问题
在gateway服务的application.yml文件中,添加下面的配置:
java
spring:
cloud:
gateway:
# 。。。
globalcors: # 全局的跨域处理
add-to-simple-url-handler-mapping: true # 解决options请求被拦截问题
corsConfigurations:
'[/**]':
allowedOrigins: # 允许哪些网站的跨域请求
- "http://localhost:8090"
allowedMethods: # 允许的跨域ajax的请求方式
- "GET"
- "POST"
- "DELETE"
- "PUT"
- "OPTIONS"
allowedHeaders: "*" # 允许在请求中携带的头信息
allowCredentials: true # 是否允许携带cookie
maxAge: 360000 # 这次跨域检测的有效期