微服务的配置共享

小陈的知识分享2025-01-13 17:04

1.什么是微服务的配置共享

微服务架构中，配置共享是一个重要环节，它有助于提升服务间的协同效率和数据一致性。以下是对微服务配置共享的详细阐述：

1.1.配置共享的概念

配置共享是指在微服务架构中，将某些通用或全局的配置信息集中管理，并允许多个微服务共享这些配置。这些配置信息可能包括数据库连接信息、应用服务器设置、第三方服务接入密钥等。

1.2.配置共享的实现方式

  1. 使用配置中心：配置中心是微服务架构中常用的配置管理工具，如Nacos、Apollo、Spring Cloud Config等。这些工具提供了集中的配置管理、热更新、配置共享等功能。通过将配置信息存储在配置中心，微服务可以在启动时或运行时从配置中心获取所需的配置，从而实现配置共享。
  2. 服务间通信：在某些情况下，微服务之间可能需要通过通信来共享配置信息。例如，一个微服务可能需要将其配置信息暴露给另一个微服务以供使用。这种方式通常通过REST API、gRPC等通信协议来实现。
  3. 使用数据库：对于需要在多个微服务之间共享且频繁更新的配置信息，可以考虑将其存储在数据库中。每个微服务都可以从数据库中读取所需的配置信息，并在需要时更新数据库中的配置。这种方式需要确保数据库的一致性和可用性。

1.3.配置共享的优势

  1. 提升协同效率：通过配置共享，微服务可以更容易地协同工作，因为它们可以共享相同的配置信息，从而减少配置不一致导致的错误和冲突。
  2. 简化配置管理：配置中心等工具提供了集中的配置管理功能，使得配置信息的维护和管理变得更加简单和高效。
  3. 提高灵活性：配置共享允许微服务在运行时动态地获取和更新配置信息，从而提高了系统的灵活性和可扩展性。

1.4.配置共享的注意事项

  1. 安全性：配置信息中可能包含敏感数据，如数据库密码、API密钥等。因此，在配置共享过程中需要确保这些敏感数据的安全性，防止泄露和滥用。
  2. 一致性：配置共享需要确保多个微服务之间获取到的配置信息是一致的，以避免因配置不一致而导致的错误和冲突。
  3. 可靠性：配置中心或数据库等存储配置信息的系统需要具有高可靠性和可用性，以确保微服务在需要时能够获取到正确的配置信息。

以Nacos为例，它是一款功能丰富的开源平台，提供了强大的配置管理能力。在微服务架构中，可以使用Nacos作为配置中心来实现配置共享。通过Nacos的配置中心功能，可以将所有的配置文件集中管理，每个服务从Nacos的配置中心获取自己的配置。这样，就可以在一个地方统一管理所有的配置，大大简化了配置管理的复杂性。同时，Nacos还支持配置的热更新功能，当配置信息发生变化时，可以自动将新的配置推送给相关的微服务，而无需重启服务。

综上所述，微服务配置共享是提升服务间协同效率和数据一致性的重要手段。通过选择合适的实现方式并注意相关的安全性、一致性和可靠性问题，可以有效地实现微服务之间的配置共享。

微服务共享的配置可以统一交给Nacos保存和管理，在Nacos控制台修改配置后，Nacos会将配置变更推送给相关的微服务，并且无需重启即可生效，实现配置热更新。

网关的路由同样是配置，因此同样可以基于这个功能实现动态路由功能，无需重启网关即可修改路由配置。

2.配置共享

我们可以把微服务共享的配置抽取到Nacos中统一管理，这样就不需要每个微服务都重复配置了。分为两步：

  • 在Nacos中添加共享配置

  • 微服务拉取配置

就是在多个服务中相似的配置提取出来，给各个服务使用，只需要修改自己的部分配置即可，

比如，每个微服务可以有自己的数据库，这必然需要JDBC数据库连接，这时候只需要改自己的数据库名字即可使用。

jdbc相关配置，在配置管理->配置列表中点击+新建一个配置：

如果没有NACOS可以去看

服务注册和发现-CSDN博客https://blog.csdn.net/2402_85591461/article/details/144810700?spm=1001.2014.3001.5501这篇博客，教你如何配置NACOS

在弹出的表单中填写信息：

注意这里的jdbc的相关参数并没有写死，例如：

  • 数据库ip：通过${hm.db.host:192.168.150.101}配置了默认值为192.168.150.101，同时允许通过${hm.db.host}来覆盖默认值

  • 数据库端口：通过${hm.db.port:3306}配置了默认值为3306，同时允许通过${hm.db.port}来覆盖默认值

  • 数据库database：可以通过${hm.db.database}来设定，无默认值

3.拉取共享配置

接下来，我们要在微服务拉取共享配置。将拉取到的共享配置与本地的application.yaml配置合并，完成项目上下文的初始化。

不过，需要注意的是，读取Nacos配置是SpringCloud上下文（ApplicationContext）初始化时处理的，发生在项目的引导阶段。然后才会初始化SpringBoot上下文，去读取application.yaml。

也就是说引导阶段，application.yaml文件尚未读取，根本不知道nacos 地址，该如何去加载nacos中的配置文件呢？

SpringCloud在初始化上下文的时候会先读取一个名为bootstrap.yaml(或者bootstrap.properties)的文件，如果我们将nacos地址配置到bootstrap.yaml中，那么在项目引导阶段就可以读取nacos中的配置了。

因此，微服务整合Nacos配置管理的步骤如下：

1）引入依赖：

复制代码 
  <!--nacos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>

2）新建bootstrap.yaml

内容如下：

复制代码 
spring:
  application:
    name: cart-service # 服务名称
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101 # nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名
        shared-configs: # 共享配置
          - dataId: shared-jdbc.yaml # 共享mybatis配置
          - dataId: shared-log.yaml # 共享日志配置
          - dataId: shared-swagger.yaml # 共享日志配置

3）修改application.yaml

由于一些配置挪到了bootstrap.yaml，因此application.yaml需要修改为：

复制代码 
server:
  port: 8082
feign:
  okhttp:
    enabled: true # 开启OKHttp连接池支持
hm:
  swagger:
    title: 购物车服务接口文档
    package: com.hmall.cart.controller
  db:
    database: hm-cart

重启服务，发现所有配置都生效了。

4.配置热更新

配置热更新是软件开发中的一个重要技术手段，它允许开发者在不关闭应用程序或服务的情况下，对应用程序的配置信息进行即时更新。以下是对配置热更新的详细解释：

4.1.定义

配置热更新是指在外部配置中心（如Nacos）的配置项发生变化时，应用端能够自动同步这些最新的配置数据，而无需重启应用。这种技术使得应用程序能够即时响应配置的变化，从而提高系统的灵活性和可用性。

Nacos的配置热更新能力了，分为两步：

  • 在Nacos中添加配置

  • 在微服务读取配置

4.2.添加配置到Nacos

首先，我们在nacos中添加一个配置文件

注意文件的dataId格式：

[服务名]-[spring.active.profile].[后缀名]

文件名称由三部分组成：

  • 服务名 ：我们是购物车服务，所以是cart-service

  • spring.active.profile ：就是spring boot中的spring.active.profile，可以省略，则所有profile共享该配置

  • 后缀名：例如yaml

这里我们直接使用cart-service.yaml这个名称，则不管是dev还是local环境都可以共享该配置。

配置内容如下：

复制代码 
hm:
  cart:
    maxAmount: 1 # 购物车商品数量上限

提交配置，在控制台能看到新添加的配置：

4.3.配置热更新

接着，我们在微服务中读取配置，实现配置热更新。

在服务中新建一个属性读取类：

代码如下

复制代码 
package com.hmall.cart.config;

import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "hm.cart")
public class CartProperties {
    private Integer maxAmount;
}

接着，在业务中使用该属性加载类：

加入成功！

无需重启服务，配置热更新就生效了！

5.动态路由

网关的路由配置全部是在项目启动时由org.springframework.cloud.gateway.route.CompositeRouteDefinitionLocator在项目启动的时候加载，并且一经加载就会缓存到内存中的路由表内（一个Map），不会改变。也不会监听路由变更，所以，我们无法利用上节课学习的配置热更新来实现路由更新。

因此，我们必须监听Nacos的配置变更，然后手动把最新的路由更新到路由表中。这里有两个难点：

  • 如何监听Nacos配置变更？

  • 如何把路由信息更新到路由表？

5.1.监听Nacos配置变更

在Nacos官网中给出了手动监听Nacos配置变更的SDK：

Java SDKhttps://nacos.io/zh-cn/docs/sdk.html

这里核心的步骤有2步：

  • 创建ConfigService，目的是连接到Nacos

  • 添加配置监听器，编写配置变更的通知处理逻辑

由于我们采用了spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config自动装配，因此ConfigService已经在com.alibaba.cloud.nacos.NacosConfigAutoConfiguration中自动创建好了：

NacosConfigManager中是负责管理Nacos的ConfigService的，具体代码如下：

因此，只要我们拿到NacosConfigManager就等于拿到了ConfigService，第一步就实现了。

第二步，编写监听器。虽然官方提供的SDK是ConfigService中的addListener，不过项目第一次启动时不仅仅需要添加监听器，也需要读取配置，因此建议使用的API是这个：

复制代码 
String getConfigAndSignListener(
    String dataId, // 配置文件id
    String group, // 配置组，走默认
    long timeoutMs, // 读取配置的超时时间
    Listener listener // 监听器
) throws NacosException;

既可以配置监听器，并且会根据dataId和group读取配置并返回。我们就可以在项目启动时先更新一次路由，后续随着配置变更通知到监听器，完成路由更新。

5.2.更新路由

更新路由要用到org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionWriter这个接口：

复制代码 
package org.springframework.cloud.gateway.route;

import reactor.core.publisher.Mono;

/**
 * @author Spencer Gibb
 */
public interface RouteDefinitionWriter {
        /**
     * 更新路由到路由表，如果路由id重复，则会覆盖旧的路由
     */
        Mono<Void> save(Mono<RouteDefinition> route);
        /**
     * 根据路由id删除某个路由
     */
        Mono<Void> delete(Mono<String> routeId);

}

这里更新的路由，也就是RouteDefinition，之前我们见过，包含下列常见字段：

  • id：路由id

  • predicates：路由匹配规则

  • filters：路由过滤器

  • uri：路由目的地

将来我们保存到Nacos的配置也要符合这个对象结构，将来我们以JSON来保存，格式如下：

复制代码 
{
  "id": "item",
  "predicates": [{
    "name": "Path",
    "args": {"_genkey_0":"/items/**", "_genkey_1":"/search/**"}
  }],
  "filters": [],
  "uri": "lb://item-service"
}

以上JSON配置就等同于：

复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: item
          uri: lb://item-service
          predicates:
            - Path=/items/**,/search/**

OK，我们所需要用到的SDK已经齐全了。

5.3.实现动态路由

首先， 我们在网关gateway引入依赖：

复制代码 
<!--统一配置管理-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>
<!--加载bootstrap-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
</dependency>

然后在网关gateway的resources目录创建bootstrap.yaml文件，内容如下：

复制代码 
spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101
      config:
        file-extension: yaml
        shared-configs:
          - dataId: shared-log.yaml # 共享日志配置

接着，修改gateway的resources目录下的application.yml，把之前的路由移除，最终内容如下：

复制代码 
server:
  port: 8080 # 端口
hm:
  jwt:
    location: classpath:hmall.jks # 秘钥地址
    alias: hmall # 秘钥别名
    password: hmall123 # 秘钥文件密码
    tokenTTL: 30m # 登录有效期
  auth:
    excludePaths: # 无需登录校验的路径
      - /search/**
      - /users/login
      - /items/**

然后，在gateway中定义配置监听器：

其代码如下：

复制代码 
package com.hmall.gateway.route;

import cn.hutool.json.JSONUtil;
import com.alibaba.cloud.nacos.NacosConfigManager;
import com.alibaba.nacos.api.config.listener.Listener;
import com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException;
import com.hmall.common.utils.CollUtils;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinition;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionWriter;
import org.springframework.stereotype.Component;
import reactor.core.publisher.Mono;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.Executor;

@Slf4j
@Component
@RequiredArgsConstructor
public class DynamicRouteLoader {

    private final RouteDefinitionWriter writer;
    private final NacosConfigManager nacosConfigManager;

    // 路由配置文件的id和分组
    private final String dataId = "gateway-routes.json";
    private final String group = "DEFAULT_GROUP";
    // 保存更新过的路由id
    private final Set<String> routeIds = new HashSet<>();

    @PostConstruct
    public void initRouteConfigListener() throws NacosException {
        // 1.注册监听器并首次拉取配置
        String configInfo = nacosConfigManager.getConfigService()
                .getConfigAndSignListener(dataId, group, 5000, new Listener() {
                    @Override
                    public Executor getExecutor() {
                        return null;
                    }

                    @Override
                    public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
                        updateConfigInfo(configInfo);
                    }
                });
        // 2.首次启动时，更新一次配置
        updateConfigInfo(configInfo);
    }

    private void updateConfigInfo(String configInfo) {
        log.debug("监听到路由配置变更，{}", configInfo);
        // 1.反序列化
        List<RouteDefinition> routeDefinitions = JSONUtil.toList(configInfo, RouteDefinition.class);
        // 2.更新前先清空旧路由
        // 2.1.清除旧路由
        for (String routeId : routeIds) {
            writer.delete(Mono.just(routeId)).subscribe();
        }
        routeIds.clear();
        // 2.2.判断是否有新的路由要更新
        if (CollUtils.isEmpty(routeDefinitions)) {
            // 无新路由配置，直接结束
            return;
        }
        // 3.更新路由
        routeDefinitions.forEach(routeDefinition -> {
            // 3.1.更新路由
            writer.save(Mono.just(routeDefinition)).subscribe();
            // 3.2.记录路由id，方便将来删除
            routeIds.add(routeDefinition.getId());
        });
    }
}

接下来，我们直接在Nacos控制台添加路由，路由文件名为gateway-routes.json，类型为json：

复制代码 
[
    {
        "id": "item",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/items/**", "_genkey_1":"/search/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://item-service"
    },
    {
        "id": "cart",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/carts/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://cart-service"
    },
    {
        "id": "user",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/users/**", "_genkey_1":"/addresses/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://user-service"
    },
    {
        "id": "trade",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/orders/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://trade-service"
    },
    {
        "id": "pay",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/pay-orders/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://pay-service"
    }
]

无需重启网关，稍等几秒钟后，网关路由成功了！

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