微服务学习（一）

前言

最近博主刚好学习了微服务，然后写了一个微服务项目，于是考虑写一个专栏分享一下微服务相关知识。部分资料来源黑马的微服务课程，写的太棒了，就直接拿来用了。

1.认识微服务

1.1 单体架构

单体架构（monolithic structure）：顾名思义，整个项目中所有功能模块都在一个工程中开发；项目部署时需要对所有模块一起编译、打包；项目的架构设计、开发模式都非常简单。

1.2 微服务

微服务架构，首先是服务化，就是将单体架构中的功能模块从单体应用中拆分出来，独立部署为多个服务。同时要满足下面的一些特点：

• 单一职责：一个微服务负责一部分业务功能，并且其核心数据不依赖于其它模块。
• 团队自治：每个微服务都有自己独立的开发、测试、发布、运维人员，团队人员规模不超过10人
• 服务自治：每个微服务都独立打包部署，访问自己独立的数据库。并且要做好服务隔离，避免对其它服务产生影响

引入

推荐使用次新版本：Spring Cloud 2021.0.x以及Spring Boot 2.7.x版本。

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.cloud/spring-cloud-dependencies -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba.cloud/spring-cloud-alibaba-dependencies -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
</dependency>

使用场景

一般情况下，对于一个初创的项目，首先要做的是验证项目的可行性。因此这一阶段的首要任务是敏捷开发，快速产出生产可用的产品，投入市场做验证。为了达成这一目的，该阶段项目架构往往会比较简单，很多情况下会直接采用单体架构，这样开发成本比较低，可以快速产出结果，一旦发现项目不符合市场，损失较小。

如果这一阶段采用复杂的微服务架构，投入大量的人力和时间成本用于架构设计，最终发现产品不符合市场需求，等于全部做了无用功。

所以，对于大多数小型项目来说，一般是先采用单体架构，随着用户规模扩大、业务复杂后再逐渐拆分为微服务架构。这样初期成本会比较低，可以快速试错。但是，这么做的问题就在于后期做服务拆分时，可能会遇到很多代码耦合带来的问题，拆分比较困难（前易后难）。

而对于一些大型项目，在立项之初目的就很明确，为了长远考虑，在架构设计时就直接选择微服务架构。虽然前期投入较多，但后期就少了拆分服务的烦恼（前难后易）。

怎么拆分微服务

之前我们说过，微服务拆分时粒度要小，这其实是拆分的目标。具体可以从两个角度来分析：

• 高内聚：每个微服务的职责要尽量单一，包含的业务相互关联度高、完整度高。
• 低耦合：每个微服务的功能要相对独立，尽量减少对其它微服务的依赖，或者依赖接口的稳定性要强。
  高内聚首先是单一职责，但不能说一个微服务就一个接口，而是要保证微服务内部业务的完整性为前提。目标是当我们要修改某个业务时，最好就只修改当前微服务，这样变更的成本更低。
  一旦微服务做到了高内聚，那么服务之间的耦合度自然就降低了。
  当然，微服务之间不可避免的会有或多或少的业务交互，比如下单时需要查询商品数据。这个时候我们不能在订单服务直接查询商品数据库，否则就导致了数据耦合。而应该由商品服务对应暴露接口，并且一定要保证微服务对外接口的稳定性（即：尽量保证接口外观不变）。虽然出现了服务间调用，但此时无论你如何在商品服务做内部修改，都不会影响到订单微服务，服务间的耦合度就降低了。

明确了拆分目标，接下来就是拆分方式了。我们在做服务拆分时一般有两种方式：

• 纵向拆分
• 横向拆分

所谓纵向拆分，就是按照项目的功能模块来拆分。例如黑马商城中，就有用户管理功能、订单管理功能、购物车功能、商品管理功能、支付功能等。那么按照功能模块将他们拆分为一个个服务，就属于纵向拆分。这种拆分模式可以尽可能提高服务的内聚性。

而横向拆分，是看各个功能模块之间有没有公共的业务部分，如果有将其抽取出来作为通用服务。例如用户登录是需要发送消息通知，记录风控数据，下单时也要发送短信，记录风控数据。因此消息发送、风控数据记录就是通用的业务功能，因此可以将他们分别抽取为公共服务：消息中心服务、风控管理服务。这样可以提高业务的复用性，避免重复开发。同时通用业务一般接口稳定性较强，也不会使服务之间过分耦合。

注册中心

在微服务远程调用的过程中，包括两个角色：

• 服务提供者：提供接口供其它微服务访问，比如item-service
• 服务消费者：调用其它微服务提供的接口，比如cart-service

在大型微服务项目中，服务提供者的数量会非常多，为了管理这些服务就引入了注册中心的概念。注册中心、服务提供者、服务消费者三者间关系如下：
流程如下：

• 服务启动时就会注册自己的服务信息（服务名、IP、端口）到注册中心
• 调用者可以从注册中心订阅想要的服务，获取服务对应的实例列表（1个服务可能多实例部署）
• 调用者自己对实例列表负载均衡，挑选一个实例
• 调用者向该实例发起远程调用

当服务提供者的实例宕机或者启动新实例时，调用者如何得知呢？

• 服务提供者会定期向注册中心发送请求，报告自己的健康状态（心跳请求）
• 当注册中心长时间收不到提供者的心跳时，会认为该实例宕机，将其从服务的实例列表中剔除
• 当服务有新实例启动时，会发送注册服务请求，其信息会被记录在注册中心的服务实例列表
• 当注册中心服务列表变更时，会主动通知微服务，更新本地服务列表

配置nacos

依赖引入：

<!--nacos 服务注册发现-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

配置nacos:

spring:
  application:
    name: item-service # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101:8848 # nacos地址

服务发现：

服务的消费者要去nacos订阅服务，这个过程就是服务发现，步骤如下：

• 引入依赖
• 配置Nacos地址
• 发现并调用服务
  引入依赖
  服务发现除了要引入nacos依赖以外，由于还需要负载均衡，因此要引入SpringCloud提供的LoadBalancer依赖。
  我们在cart-service中的pom.xml中添加下面的依赖：

<!--nacos 服务注册发现-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

可以发现，这里Nacos的依赖于服务注册时一致，这个依赖中同时包含了服务注册和发现的功能。因为任何一个微服务都可以调用别人，也可以被别人调用，即可以是调用者，也可以是提供者。

3.4.2.配置Nacos地址

在cart-service的application.yml中添加nacos地址配置：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101:8848

3.4.3.发现并调用服务

服务调用者必须利用负载均衡的算法，从多个实例中挑选一个去访问。常见的负载均衡算法有：

• 随机
• 轮询
• IP的hash
• 最近最少访问
• ...
  这里我们可以选择最简单的随机负载均衡。

OpenFeign

我们必须想办法改变远程调用的开发模式，让远程调用像本地方法调用一样简单。而这就要用到OpenFeign组件了。

其实远程调用的关键点就在于四个：

• 请求方式
• 请求路径
• 请求参数
• 返回值类型
  OpenFeign就利用SpringMVC的相关注解来声明上述4个参数，然后基于动态代理帮我们生成远程调用的代码，而无需我们手动再编写，非常方便。

引入依赖

  <!--openFeign-->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
  </dependency>
  <!--负载均衡器-->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
  </dependency>

启动OpenFeign

在启动类上添加EnableFeignClients 注解

编写OpenFeign客户端

@FeignClient("item-service")
public interface ItemClient {
    @GetMapping("/items")
    List<ItemDTO> queryItemByIds(@RequestParam("ids") Collection<Long> ids);
}

这里只需要声明接口，无需实现方法。接口中的几个关键信息：

• @FeignClient("item-service") ：声明服务名称
• @GetMapping ：声明请求方式
• @GetMapping("/items") ：声明请求路径
• @RequestParam("ids") Collection<Long> ids ：声明请求参数
• List<ItemDTO>：返回值类型
  有了上述信息，OpenFeign就可以利用动态代理帮我们实现这个方法，并且向http://item-service/items发送一个GET请求，携带ids为请求参数，并自动将返回值处理为List。
  我们只需要直接调用这个方法，即可实现远程调用了

连接池

Feign底层发起http请求，依赖于其它的框架。其底层支持的http客户端实现包括：

• HttpURLConnection：默认实现，不支持连接池
• Apache HttpClient ：支持连接池
• OKHttp：支持连接池

因此我们通常会使用带有连接池的客户端来代替默认的HttpURLConnection。比如，我们使用OK Http.

引入依赖

<!--OK http 的依赖 -->
<dependency>
  <groupId>io.github.openfeign</groupId>
  <artifactId>feign-okhttp</artifactId>
</dependency>

开启连接池

feign:
  okhttp:
    enabled: true # 开启OKHttp功能

一般情况下，我们会将这个远程连接封装到一个客户端中，这样方便管理和操作
例如：

@FeignClient(value = "service-account", fallback = RechargeInfoDegradeFeignClient.class)
public interface RechargeInfoFeignClient {
    @GetMapping("/api/account/rechargeInfo/getRechargeInfo/{orderNo}")
    Result<RechargeInfo> getRechargeInfo(@PathVariable("orderNo") String orderNo);
}

@Component
public class RechargeInfoDegradeFeignClient implements RechargeInfoFeignClient {
    @Override
    public Result<RechargeInfo> getRechargeInfo(String orderNo) {
        return null;
    }
}