微服务架构核心技术解析

📕我是廖志伟,一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》(基础篇)(进阶篇)、(架构篇)、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验,研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper),消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。

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Java程序员廖志伟

💡在这个美好的时刻,笔者不再啰嗦废话,现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来,我将为大家呈现正文内容。

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一、服务治理、服务发现与注册

在微服务架构中,服务治理是实现服务之间高效、稳定交互的关键环节。服务发现与注册作为服务治理的核心组成部分,其技术实现细节如下:

  1. Eureka服务端/客户端 Eureka服务端作为服务注册中心,采用Zookeeper或Consul作为集群存储,实现高可用性。Eureka客户端在服务启动时向Eureka服务端注册自身信息,包括服务名、IP地址、端口等。当服务调用其他服务时,客户端通过Eureka服务端获取目标服务的实例信息,实现服务发现。

    技术实现细节:

    • Eureka服务端采用环状复制机制,确保服务注册信息的实时同步。
    • Eureka客户端通过心跳机制定期向服务端发送心跳,保持服务注册信息的有效性。
    • Eureka支持自我保护机制,当服务端检测到客户端心跳异常时,不会立即将客户端从服务列表中移除。
  2. Consul集成 Consul作为服务发现工具,支持服务注册、服务发现、健康检查等功能。Spring Cloud与Consul集成时,通过Spring Cloud Consul客户端实现服务注册与发现。

    技术实现细节:

    • Spring Cloud Consul客户端使用Consul API进行服务注册与发现。
    • Consul支持服务标签和元数据,方便客户端根据需求筛选服务实例。
    • Consul支持服务健康检查,确保服务调用时只连接健康的服务实例。
  3. Nacos多模式支持 Nacos作为服务发现和配置管理平台,支持单机模式、集群模式和联邦模式。

    技术实现细节:

    • 单机模式:Nacos以单机形式运行,适用于开发、测试环境。
    • 集群模式:Nacos以集群形式运行,实现高可用性,适用于生产环境。
    • 联邦模式:Nacos支持跨地域部署,实现跨地域服务注册与发现。
  4. 健康检查机制 Spring Cloud提供了多种健康检查机制,如HTTP、JMX、TCP等,确保服务调用时连接到健康的服务实例。

    技术实现细节:

    • HTTP健康检查:通过发送HTTP请求检查服务实例的健康状态。
    • JMX健康检查:通过JMX接口获取服务实例的健康状态。
    • TCP健康检查:通过TCP连接检查服务实例的健康状态。
  5. 配置中心 Spring Cloud Config作为中央化的配置管理服务,采用Git作为配置存储,支持配置版本控制、回滚等功能。

    技术实现细节:

    • Spring Cloud Config使用Spring Cloud Bus实现配置的动态刷新。
    • 配置信息支持加密存储,保护敏感信息。
    • 支持多环境隔离,如开发环境、测试环境、生产环境等。
  6. 配置动态刷新 Spring Cloud Config支持配置的动态刷新,当配置信息发生更改时,无需重启服务即可应用新的配置。

    技术实现细节:

    • Spring Cloud Bus通过发布/订阅机制实现配置的动态刷新。
    • 配置信息变更时,Spring Cloud Bus发布事件,客户端订阅事件并更新配置。
  7. 多环境隔离 在Spring Cloud中,通过配置文件的不同命名来区分不同环境的配置,如application-dev.properties、application-prod.properties等。

    技术实现细节:

    • Spring Cloud通过Spring profiles实现多环境隔离。
    • 根据不同的环境,激活相应的配置文件。
  8. 加密存储方案 为了保护敏感信息,Spring Cloud提供了配置信息的加密存储方案。

    技术实现细节:

    • Spring Cloud使用Jasypt库实现配置信息的加密和解密。
    • 加密和解密密钥由Spring Cloud Config服务器管理。

二、服务通信

服务通信是微服务架构中服务间交互的基础,以下为服务通信的技术实现细节:

  1. 客户端负载均衡 客户端负载均衡(如Ribbon)用于分发请求到不同的服务实例,提高系统吞吐量。

    技术实现细节:

    • Ribbon支持多种负载均衡策略,如轮询、随机、最少请求等。
    • Ribbon支持自定义负载均衡策略,满足特定场景需求。
  2. Ribbon策略配置 Ribbon提供了多种负载均衡策略,如轮询、随机、最少请求等。

    技术实现细节:

    • 轮询策略:按照服务实例的顺序依次调用。
    • 随机策略:随机选择一个服务实例进行调用。
    • 最少请求策略:选择请求次数最少的服务实例进行调用。
  3. 自定义规则实现 通过自定义规则,可以扩展Ribbon的负载均衡策略。

    技术实现细节:

    • 自定义规则需要实现IRule接口,根据需求定制负载均衡策略。
  4. 重试机制 服务调用失败时,重试机制可以帮助提高调用成功率。

    技术实现细节:

    • 重试机制需要实现Retryer接口,根据需求定制重试策略。
  5. 声明式调用 Spring Cloud提供了声明式调用服务的方法,如Feign。

    技术实现细节:

    • Feign通过接口声明服务调用,简化服务调用过程。
    • Feign支持多种调用方式,如GET、POST、PUT等。
  6. Feign契约配置 Feign契约定义了Feign客户端与远程服务之间的交互方式。

    技术实现细节:

    • Feign契约通过注解实现,如@RequestLine、@Param等。
  7. 日志级别控制 通过配置日志级别,可以控制Feign客户端的日志输出。

    技术实现细节:

    • 配置Feign客户端的日志级别,如DEBUG、INFO、WARN等。
  8. 文件传输处理 在服务通信中,文件传输是一个常见的场景,Spring Cloud提供了相应的处理机制。

    技术实现细节:

    • Spring Cloud使用HTTPClient或OkHttp等库实现文件传输。
    • 支持多种文件传输协议,如FTP、SFTP等。

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