微服务架构:使用Spring Cloud Alibaba构建分布式系统

一、微服务架构:从单体到分布式的演进

随着业务复杂度的增加,传统的单体应用(Monolith)变得臃肿、难以维护和部署。微服务架构应运而生,它将一个大型应用拆分成一系列小型、自治、松耦合的服务。

微服务核心优势:

  • 技术异构性:不同服务可以使用不同的技术栈。

  • 弹性:单个服务故障不会导致整个系统崩溃。

  • 独立部署:每个服务可以独立开发、测试和部署。

  • 易于扩展:可以针对特定服务进行精准扩容。

Spring Cloud Alibaba 是一套由阿里巴巴开源的微服务解决方案集合,它完美地集成了 Spring Cloud 标准,并提供了生产级的服务治理、配置管理、流量控制等能力。

二、Spring Cloud Alibaba 核心组件简介

我们将使用以下核心组件来构建我们的分布式系统:

  1. Nacos:服务注册与发现、配置管理中心。

  2. OpenFeign:声明式的HTTP服务调用客户端。

  3. Sentinel:流量控制、熔断降级、系统负载保护。

三、实战:构建一个简单的微服务系统

我们将创建两个服务:user-service(用户服务)和 order-service(订单服务)。订单服务需要通过HTTP调用用户服务来获取用户信息。

步骤1:搭建Nacos服务注册中心

  1. 从 Nacos Release 页面下载并启动Nacos Server。

  2. 执行启动脚本(单机模式):

sh startup.sh -m standalone # Linux/Mac
startup.cmd -m standalone  # Windows

3.访问 http://localhost:8848/nacos,使用 nacos/nacos 登录。你将看到Nacos控制台。

步骤2:创建用户服务(user-service)

  1. 添加依赖 (pom.xml):

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

2.配置文件 (application.yml):

server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: user-service # 服务名,非常重要!
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 # Nacos服务器地址

# 管理端点(可选,用于健康检查)
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"

3.编写一个简单的Controller

@RestController
public class UserController {
    
    @GetMapping("/user/{id}")
    public String getUser(@PathVariable String id) {
        // 模拟从数据库查询用户
        return "User Info for ID: " + id;
    }
}

4.主应用类

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient // 启用服务发现
public class UserServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(UserServiceApplication.class, args);
    }
}

启动 user-service,在Nacos控制台的服务列表中,你应该能看到 user-service

步骤3:创建订单服务(order-service)并调用用户服务

  1. 添加依赖:在 user-service 依赖的基础上,增加OpenFeign:
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

2.配置文件 (application.yml):

server:
  port: 8082
spring:
  application:
    name: order-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

3.使用OpenFeign声明式调用

// 1. 创建Feign客户端接口
@FeignClient(name = "user-service") // 指定要调用的服务名
public interface UserClient {
    @GetMapping("/user/{id}") // 复制user-service的接口定义
    String getUserById(@PathVariable("id") String id);
}

// 2. 在OrderController中注入并使用
@RestController
public class OrderController {
    
    @Autowired
    private UserClient userClient; // Feign会自动实现这个接口
    
    @GetMapping("/order/{userId}")
    public String getOrder(@PathVariable String userId) {
        // 通过Feign调用user-service
        String userInfo = userClient.getUserById(userId);
        return "Order for User: " + userInfo;
    }
}

4.主应用类:需要添加 @EnableFeignClients 注解。

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@EnableFeignClients // 启用Feign客户端
public class OrderServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderServiceApplication.class, args);
    }
}

步骤4:测试

  1. 启动 order-service

  2. 访问 http://localhost:8082/order/123

  3. 你会看到返回结果:"Order for User: User Info for ID: 123"

整个过程的核心是order-service 通过服务名 user-service 向Nacos查询其真实地址,然后Feign发起HTTP调用。实现了服务间的解耦。

四、进阶:使用Sentinel实现流量控制

在高并发场景下,为了防止某个服务被突发流量冲垮,我们需要引入熔断和降级。

  1. 在订单服务中引入Sentinel依赖

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

2.配置Sentinel Dashboard(一个控制台):

  • 下载并启动Sentinel Dashboard。

  • 在 order-service 的 application.yml 中配置:

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080 # Sentinel控制台地址

3.在Feign客户端上配置熔断降级

@FeignClient(name = "user-service", fallback = UserClientFallback.class)
public interface UserClient {
    // ... 同上
}

// 熔断降级实现类
@Component
public class UserClientFallback implements UserClient {
    @Override
    public String getUserById(String id) {
        return "[Fallback] User Service is Temporarily Unavailable"; // 降级逻辑
    }
}
  1. 当 user-service 不可用或响应过慢时,会自动调用 UserClientFallback 中的方法,返回一个友好的降级响应,而不是让错误蔓延。

五、总结

通过本文,我们使用 Spring Cloud Alibaba 的核心组件搭建了一个简单的微服务系统:

  • Nacos 作为服务注册和配置中心,实现了服务的注册与发现。

  • OpenFeign 实现了声明式的服务间调用,代码简洁。

  • Sentinel 提供了流量控制和熔断降级能力,保证了系统的稳定性。

这只是微服务世界的入门。接下来你可以探索分布式配置、分布式事务(Seata)、网关(Spring Cloud Gateway)等更高级的主题。

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