SpringCloud01-基础概念

一、认识微服务

**单体架构:**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。

  • 团队协作成本高:试想一下,你们团队数十个人同时协作开发同一个项目,由于所有模块都在一个项目中,不同模块的代码之间物理边界越来越模糊。最终要把功能合并到一个分支,你绝对会陷入到解决冲突的泥潭之中。
  • 系统发布效率低:任何模块变更都需要发布整个系统,而系统发布过程中需要多个模块之间制约较多,需要对比各种文件,任何一处出现问题都会导致发布失败,往往一次发布需要数十分钟甚至数小时。
  • 系统可用性差:单体架构各个功能模块是作为一个服务部署,相互之间会互相影响,一些热点功能会耗尽系统资源,导致其它服务低可用。

**分布式架构:**根据业务功能对系统进行拆分,每个业务模块作为独立项目开发,称为一个服务。

**微服务架构:**是一种经过良好架构设计的分布式架构方案,微服务架构特征:

  • 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(2张披萨能喂饱)。

  • 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。

  • **隔离性强:**服务调用做好隔离、容错、降级,避免出现级联问题

那么,单体架构存在的问题有没有解决呢?

团队协作成本高?​

◦ 由于服务拆分,每个服务代码量大大减少,参与开发的后台人员在1~3名,协作成本大大降低​。

系统发布效率低?​

◦ 每个服务都是独立部署,当有某个服务有代码变更时,只需要打包部署该服务即可。​

系统可用性差?​

◦ 每个服务独立部署,并且做好服务隔离,使用自己的服务器资源,不会影响到其它服务。

综上所述,微服务架构解决了单体架构存在的问题,特别适合大型互联网项目的开发,因此被各大互联网公司普遍采用。大家以前可能听说过分布式架构,分布式就是服务拆分的过程,其实微服务架构正式分布式架构的一种最佳实践的方案。

当然,微服务架构虽然能解决单体架构的各种问题,但在拆分的过程中,还会面临很多其它问题。比如:

如果出现跨服务的业务该如何处理?

页面请求到底该访问哪个服务?

如何实现各个服务之间的服务隔离?

架构非常复杂,运维、监控、部署难度提高。

二、微服务技术

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依托于SpringBoot的自动装配能力,大大降低了其项目搭建、组件使用的成本。对于没有自研微服务组件能力的中小型企业,使用SpringCloud全家桶来实现微服务开发可以说是最合适的选择了!

目前SpringCloud最新版本为2022.0.x版本,对应的SpringBoot版本为3.x版本,但它们全部依赖于JDK17。

三、服务拆分注意

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)。

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

**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。​ ​

**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。​ ​

四、服务调用

服务拆分之后,不可避免的会出现跨微服务的业务,此时微服务之间就需要进行远程调用。微服务之间的远程调用被称为RPC,即远程过程调用。

RPC的实现方式有很多,比如:​

  • 基于Http协议
  • 基于Dubbo协议

我们使用的是Http方式,这种方式不关心服务提供者的具体技术实现,只要对外暴露Http接口即可,更符合微服务的需要。​ ​

实例演示:

java 复制代码
@Configuration
public class RemoteCallConfig {

    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}
java 复制代码
//handleCartItems方法,发送http请求到item-service
private void handleCartItems(List<CartVO> vos) {
    // TODO 1.获取商品id
    Set<Long> itemIds = vos.stream().map(CartVO::getItemId).collect(Collectors.toSet());
    // 2.查询商品
    // List<ItemDTO> items = itemService.queryItemByIds(itemIds);
    // 2.1.利用RestTemplate发起http请求,得到http的响应
    ResponseEntity<List<ItemDTO>> response = restTemplate.exchange(
            "http://localhost:8081/items?ids={ids}",
            HttpMethod.GET,
            null,
            new ParameterizedTypeReference<List<ItemDTO>>() {
            },
            Map.of("ids", CollUtil.join(itemIds, ","))
    );
    // 2.2.解析响应
    if(!response.getStatusCode().is2xxSuccessful()){
        // 查询失败,直接结束
        return;
    }
    List<ItemDTO> items = response.getBody();
    if (CollUtils.isEmpty(items)) {
        return;
    }
    // 3.转为 id 到 item的map
    Map<Long, ItemDTO> itemMap = items.stream().collect(Collectors.toMap(ItemDTO::getId, Function.identity()));
    // 4.写入vo
    for (CartVO v : vos) {
        ItemDTO item = itemMap.get(v.getItemId());
        if (item == null) {
            continue;
        }
        v.setNewPrice(item.getPrice());
        v.setStatus(item.getStatus());
        v.setStock(item.getStock());
    }
}

在这个过程中,item-service提供了查询接口,cart-service利用Http请求调用该接口。因此item-service可以称为服务的提供者,而cart-service则称为服务的消费者或服务调用者。

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