Java_微服务

首先介绍一下单体架构与微服务架构：

单体架构：

微服务：

SpringCloud：

版本：

标黑部分为目前企业使用最多的版本，因为它支持jdk8、jdk11，下面使用SpringCloud也会使用这个版本。

服务拆分：

拆分原则：

什么时候拆分？

怎么拆分？

工程结构：

拆分后的工程结构有两种：

1.独立Project，将拆分后的所有服务放到一个文件夹中，适合大型项目（有很多微服务）。

2.Maven聚合，创建一个Project，然后在其下面创建Module为微服务模块。

服务拆分后，不同微服务之间可能有调用，比如购物车服务中会调用到商品服务，那么需要进行远程调用。

远程调用：

1.方法一：(不推荐)

就可以利用RestTemplate在购物车服务中向商品服务发送http请求并获取响应体。

问题：

为了减小服务压力，http请求接收的服务可能会部署多个，所以并不能确定向哪个服务发送http请求。

2.方法二：

注册中心：

原理：

Nacos注册中心：

Nacos是目前国内企业中占比最多的注册中心组件。它是阿里巴巴的产品，目前以及假如SpringCloudAlibaba中。

使用时需要首先进行数据库中nacos数据库创建，并且向数据库中导入信息，并启动nacos镜像。

服务注册：

服务发现：

3.OpenFeign（推荐）：

使用步骤：

注意：因为OpenFeign底层发送http请求是通过Client发送的，而Client每一次发送都需要重新创建连接，所以效率很低，因为我们使用连接池优化

连接池：

连接池使用：

实践方案：

方案一：（较推荐）

特点：

代码结构更合理，耦合度非常低，但是项目结构变复杂。

方案二：

特点：

结构更简单，使用更方便，但代码耦合度更高一点。

定义的FeignClient不在扫描包范围时：

日志：

网关：

网关就是网络的关口，负责请求的路由、转发、身份校验。

SpringCloud中的网关的实现：

这里我们使用Spring Cloud Gateway。

快速入门

路由属性：

路由断言：

路由过滤器：

如果想要给所有服务都配置一种路由过滤器，可以在与routes同级的位置配置default-filters，然后输入要配置的路由过滤器。

网关请求处理流程：

因此，我们要在网关内进行登录校验，需要自定义pre的过滤器进行jwt校验。

自定义过滤器：

自定义GlobalFilter：(大多数情况)

参数：

步骤：

可以实现Ordered接口，就能够定义过滤器优先级。

自定义GatewayFilter

实现登录校验：

我们可以在网关中通过自定义过滤器实现登录校验

实现网关传递用户信息：

网关保存用户到请求头：

完整代码：

@Component
@RequiredArgsConstructor
public class AuthGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    private final AuthProperties authProperties;

    private final JwtTool jwtTool;

    private final AntPathMatcher antPathMatcher = new AntPathMatcher();

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        //1.获取request
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        //2.判断是否需要做登录拦截
        String path = request.getPath().toString();
        if (isExclude(path)) {
            return chain.filter(exchange);
        }
        //3.获取token
        String token = null;
        HttpHeaders headers = request.getHeaders();
        List<String> authorization = headers.get("Authorization");
        if (authorization != null && authorization.size() > 0) {
            token = authorization.get(0);
        }
        //4.校验并解析token
        Long userId = null;
        try {
            userId = jwtTool.parseToken(token);
        } catch (UnauthorizedException e) {
            ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
            response.setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
            return response.setComplete();
        }
        //5.传递用户信息
        String userInfo = userId.toString();
        ServerWebExchange swe = exchange.mutate()
                .request(builder -> builder.header("user-info", userInfo))
                .build();
        //6.放行
        return chain.filter(swe);
    }

    private boolean isExclude(String path) {
        List<String> excludePaths = authProperties.getExcludePaths();
        for (String pathPattern : excludePaths) {
            if (antPathMatcher.match(pathPattern, path)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

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

antPathMather是一个路径字符匹配器API，它可以方便我们对路径进行匹配。

编写SpringMVC拦截器

编写拦截器以获取登录用户

步骤：

1.首先编写拦截器类：

需要让拦截器实现HandlerInterceptor接口，重写preHandle和afterCompletion方法，preHandle是在传给后续微服务前执行，所以在这个方法中将用户信息存入ThreadLocal。afterCompletion是在使用完后执行，所以删除存储的用户信息，防止内存泄漏。

public class UserInfoInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        //1.获取用户信息
        String userInfo = request.getHeader("user-info");
        //2.判断是否为空，不为空则存入ThreadLocal
        if(StrUtil.isNotBlank(userInfo)) {
            UserContext.setUser(Long.parseLong(userInfo));
        }
        //3.放行
        return true;
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        UserContext.removeUser();
    }
}

2.编写配置类

编写完拦截器后，需要在编写配置类使之生效

需要注意的有

**·**配置类注解@Configuration表名它是一个配置类

**·**注解@ConditionalOnClass，是为了让网关不接收这个拦截器，让其他微服务接收，注解实现让具有DispatcherServlet.class的微服务接收拦截器，这是SpringMVC特有的class对象，网关中没有配置SpringMVC所以网关就不会接收。

**·**因为是SpringMVC中的拦截器，配置类要继承WebMvcConfigurer接口，并实现addInterceptors方法，添加刚刚编写的拦截器。

@Configuration
@ConditionalOnClass(DispatcherServlet.class)
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new UserInfoInterceptor());
    }
}

3.将配置类放入SpringBoot配置文件中：

将配置类全类名放入spring.factories配置文件中

实现微服务之间传递用户信息：

可以使用OpenFeign实现

在Feign的配置类中直接定义拦截器：

public class DefaultFeignConfig {
    @Bean
    public Logger.Level feignLoggerLevel() {
        return Logger.Level.FULL;
    }

    @Bean
    public RequestInterceptor userInfoRequestInterceptor() {
        return new RequestInterceptor() {
            @Override
            public void apply(RequestTemplate requestTemplate) {
                Long userId = UserContext.getUser();
                if (userId != null) {
                    requestTemplate.header("user-info", userId.toString());
                }
            }
        };
    }
}

注意微服务启动类上要有注解：

@EnableFeignClients(basePackages = "com.hmall.api.client", defaultConfiguration = DefaultFeignConfig.class)

总结：

配置管理：

共享配置：

为什么要使用配置管理：

使用配置管理服务：

我们在服务远程调用时使用的注册中心Nacos，就有配置管理服务的功能

1.添加配置到Nacos：

添加微服务中共享的那部分配置即可。

注意可以使用变量，即${配置文件中的路径}，在原yml配置文件中配置变量，即可正常读取。

2.拉取共享配置

①引入依赖

②新建bootstrap.yaml

在微服务中创建bootstrap.yaml配置文件，在bootstrap.yaml中配置的信息不需要再配置了。

配置热更新：

配置热更新：当修改配置文件中的配置时，微服务无需重启即可使配置生效。

前提条件：

步骤

1.在nacos中定义一个与微服务名有关的配置文件

在上述bootstrap.yaml中已经有了这部分信息

2.加载属性

一般采用这种方式：

完成后，在nacos中配置一旦变更，就会实时更新。

服务保护和分布式事务：

雪崩问题：

雪崩问题是服务保护方面经常碰到的一个问题，即：

微服务中调用链路中的某个服务故障，引起整个链路中的所有微服务都不可用，这就是雪崩

产生原因：

解决思路：

服务保护方案：

请求限流：

线程隔离：

服务熔断：

解决方案总结：

服务保护技术：

我们可以使用服务保护技术方便我们完成上述解决方案。

Sentinel：

Sentinel是阿里巴巴开源的一款微服务流量控制组件。官网地址:home | Sentinel (sentinelguard.io)

簇点链路介绍：

使用方法：

引入依赖：

<!--sentinel-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> 
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>

配置控制台：

spring
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8090
      http-method-specify: true #是否设置请求方式作为资源名称

请求限流：

在簇点链路后面点击流控按钮，即可对其做限流配置：

点击后弹出下面的窗口：

阈值类型默认为QPS，即每秒请求的数量，在单机阈值处填写数据点击新增即可。

线程隔离：

线程隔离也是要点击流控按钮，在窗口中配置并发线程数

Fallback：

实现Fallback要对FeignClient操作，所以需要让它成为Sentinel的簇点资源。

编写步骤：

步骤一：

在编写的cilent包下新建fallback包再新建FallbackFactory类即可。

步骤二：

步骤三：

服务熔断：

服务熔断通过断路器实现。

断路器原理：

使用方法：

点击簇点链路的熔断按钮，弹出下面窗口，默认选取的是慢调用比例，最大RT(response time)即最大响应时间，超过整个响应时间的请求被归为慢调用，比例阈值就是当慢调用的请求的比例超过比例阈值时，就会进行熔断，最小请求数量就是要对这么多次的请求一起判断，统计时长就是统计的周期。

分布式事务：

分布式事务调用了其他服务，举例：

如果不解决分布式事务，当程序正常进行，但是到第三步扣减商品库存出现问题，比如库存不足报错，这时库存没有正常扣减，但是购物车已经被清除，没有保证原子性。

注意这种情况不能使用@Transactional注解，它只适用于单个服务。

解决思路：

各个子事务之间必须能感知到批次的事务状态，才能保证状态一致。

Seata：

它本身也是一个微服务。

架构：

使用步骤：

建表：

Seata支持多种存储模式，但考虑到持久化的需要，我们一般选择基于数据库存储。

准备配置文件：

将seata的配置文件放入服务器或虚拟机/root目录下

用docker部署：

需要注意，要确保nacos、mysql都在hm-net网络中。

微服务整合Seata:

首先需要引入依赖：

<!--统一配置管理-->
  <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
  </dependency>
  <!--读取bootstrap文件-->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
  </dependency>
  <!--seata-->
  <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
  </dependency>

我将它定义在了nacos共享配置中。

最后，新建bootstrap.yaml文件，定义如下配置

spring:
  application:
    name: ****-service # 服务名称
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      server-addr: ***.***.***.*** # nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名
        shared-configs: # 共享配置
          - dataId: shared-seata.yaml # 共享seata配置

Seata模式：

XA模式：

优点：

缺点：

实现：

AT模式：

实现：

XA模式与AT模式的区别：

（即XA模式在整个过程中数据库中的信息都是一致的，而AT模式在一阶段提交完成后，有服务出现问题，在二阶段根据数据快照恢复数据前，会出现短暂的数据不一致情况）

后续学习：

RabbitMQ：

详见作者的下一篇文章：Java_RabbitMQ

Elasticsearch(ES):

详见作者的下下篇文章：Java_Elasticsearch(ES)