一、认识微服务
1. 单体架构&分布式架构
单体架构 | 分布式架构 |
---|---|
将业务的所有功能集中在一个项目中开发,打成一个包部署 | 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 |
优点:架构简单、部署成本低 | 优点:降低服务耦合、有利于服务升级拓展 |
缺点:耦合度高 | 缺点:架构复杂、运维,监控,部署难度高 |
2. 微服务的概念
微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案。
3. 微服务的特征
- 单一职责:微服务拆分粒度更小,每一个服务都对应唯一的业务能力,做到单一职责,避免重复业务开发
- 面向服务:微服务对外暴露业务接口
- 自治:团队独立、技术独立、数据独立、部署独立
- 隔离性强:服务调用做好隔离、容错、降级,避免出现级联问题
4. 微服务技术对比
Dubbo | SpringCloud | SpringCloudAlibaba | |
---|---|---|---|
注册中心 | zookeeper、Redis | Eureka、Consul | Nacos、Eureka |
服务远程调用 | Dubbo协议 | Feign(http)协议 | Dubbo、Feign |
配置中心 | 无 | SpringCloudConfig | SpringCloudConfig、Nacos |
服务网关 | 无 | SpringCloudGateway、Zuul | SpringCloudGatteway、Zuul |
服务监控和保护 | dubbo-admin,功能弱 | Hystrix | Sentinel |
5. SpringCloud
SpringCloud集成了各种微服务功能组件,并基于SpringBoot实现了这些组件的自动装配,从而提供了良好的开箱即用体验
- 服务注册发现:Eureka、Nacos、Consul
- 服务远程调用:OpenFeign、Dubbo
- 服务链路监控:Zipkin、Sleuth
- 统一配置管理:SpringCloudConfig、Nacos
- 统一网关路由:SpringCloudGateway、Zuul
- 流控、降级、保护:Hystrix、Sentinel
二、分布式服务架构案例
1. 服务拆分
注意事项:
- 不同微服务,不要重复开发相同业务
- 微服务数据独立,不要访问其他微服务的数据库
- 微服务可以将自己的业务暴露为接口,供其它微服务调用
2. 远程调用
基于RestTemplate发起的http请求实现远程调用,与使用的技术语言无关,只需知道对方的ip、端口、接口路径、请求参数即可
getOrder:localhost:8080/order/{id}、getUser:localhost:8081/user/{id}
步骤:
-
在application中注册RestTemplate
@SpringBootApplication public class OrderApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(OrderApplication.class, args); } /** * 创建RestTemplate并注入Spring容器 */ @Bean public RestTemplate restTemplate(){ return new RestTemplate(); } }
-
服务远程调用RestTemplate
@Service public class OrderService { @Autowired private OrderMapper orderMapper; @Autowired private RestTemplate restTemplate; public Order queryOrderById(Long orderId) { // 1.查询订单 Order order = orderMapper.findById(orderId); //2. 利用RestTemplate发起http请求,查询用户 String url = "http://localhost:8081/user/" + order.getUserId(); //2.1 发送http请求,实现远程调用 User user = restTemplate.getForObject(url, User.class); //2.2 封装user到order order.setUser(user); // 4.返回 return order; } }
请求getOrder返回结果:
{
"id": 101,
"price": 699900,
"name": "Apple 苹果 iPhone 12 ",
"num": 1,
"userId": 1,
"user": {
"id": 1,
"username": "柳岩",
"address": "湖南省衡阳市"
}
}
3. 提供者与消费者
- 服务提供者:一次业务中,被其它微服务调用的服务(提供接口给其它微服务)
- 服务消费者:一次业务中,调用其它微服务的服务(调用其它微服务提供的接口)
提供者与消费者角色是相对的,一个服务既可以是提供者,也可以是消费者
三、Eureka注册中心
服务消费者和服务提供者在Eureka中统称为eureka-client
在Eureka架构中,微服务角色有两类:
- EurekaServer:服务端,注册中心
- 记录服务信息
- 心跳监控
- EurekaClient:客户端
- Provider:服务提供者
- 注册自己的信息到EurekaServer
- 每隔30秒向EurekaServer发送心跳
- Customer:服务消费者
- 根据服务名称从EurekaServer拉取服务列表
- 基于服务列表做负载均衡,选中一个微服务后发起远程调用
- Provider:服务提供者
1. Eureka的作用
- 消费者该如何获取服务提供者的具体信息?
- 服务提供者启动时向eureka注册自己的信息
- eureka保存这些信息
- 消费者根据服务名称向eureka拉取提供者信息
- 如果有多个服务提供者,消费者该如何选择?
- 服务消费者利用负载均衡算法,从服务列表中挑选一个
- 消费者如何感知服务提供者健康状态?
- 服务提供者会每隔30s向EurekaServer发送心跳请求,报告健康状态
- eureka会更新记录服务列表信息,心跳不正常会被剔除
- 消费者就可以拉取到最新的信息
2. 代码实现
-
搭建注册中心EurekaServer
-
创建项目eureka-server,引入相关依赖
<dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId> </dependency>
-
在启动类上添加
@EnableEurekaServer
注解@SpringBootApplication @EnableEurekaServer public class EurekaApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args); } }
-
在application.yml中进行相关配置
server: port: 10086 # 服务端口 # 下列配置是为了服务注册 spring: application: name: eureka-server # 服务名称,eureka本身也是一个微服务 eureka: client: service-url: defaultZone: http://localhost:10086/eureka # eureka地址信息
-
-
将服务注册到eureka
-
在user-service项目中引入依赖
<dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId> </dependency>
-
在yml文件中进行配置
spring: application: name: user-service eureka: client: service-url: defaultZone: http://localhost:10086/eureka
-
-
在order-service中完成服务拉取,然后通过负载均衡挑选一个服务,实现远程调用
-
修改OrderService的代码,修改访问的url路径,用服务名代替ip、端口
//旧 String url = "http://localhost:8081/user/" + order.getUserId(); //新 String url = "http://user-service/user/" + order.getUserId();
-
在order-service项目的启动类中的RestTemplate添加负载均衡注解
@LoadBalanced
@SpringBootApplication public class OrderApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(OrderApplication.class, args); } @Bean @LoadBalanced public RestTemplate restTemplate(){ return new RestTemplate(); } }
-
四、Ribbon负载均衡原理
1. 负载均衡原理
2. 负载均衡策略
Ribbon的负载均衡规则是由IRule接口定义的,每一个子接口都是一种规则
通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则,有两种方式:
-
代码方式:在order-service中的OrderApplication类中,定义一个新的IRule
@Bean public IRule randomRule(){ return new RandomRule(); }
-
配置文件方式:在order-service的yml文件中,添加相关配置
user-service: # 服务名称 ribbon: NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule
3. 懒加载
Ribbon默认是采用懒加载,即第一次访问时才回去创建LoadBalanceClient,请求时间很长
而饥饿加载则会在项目启动时创建,降低第一次访问的耗时,通过以下配置开启饥饿加载
ribbon:
eager-load:
enabled: true # 开启饥饿加载
clients:
- user-service # 指定饥饿加载的服务名称
- xxx-service # 如果有多个,接在后面写
五、Nacos注册中心
1. 将服务注册到Nacos
-
在cloud-demo父工程中添加spring-cloud-alibaba的管理依赖
<!--nacos管理依赖--> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId> <version>2.2.5.RELEASE</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency>
-
注释掉order-service和user-service中的eureka依赖
-
添加nacos的客户端依赖
<dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId> </dependency>
-
在yml文件中配置nacos的地址
spinrg: cloud: nacos: server-addr: localhost:8848 #nacos服务地址
2. Nacos服务分级存储模型
- 一级是服务,如user-service
- 二级是集群,例如杭州或上海
- 三级是实例,例如杭州机房某台部署了user-service的服务器
服务调用尽可能选择本地集群的服务,跨集群调用延迟较高,本地集群不可访问时,再去访问其它集群
配置服务集群的属性:
# 在application.yml文件中添加spring.cloud.nacos.discovery.cluster-name属性
spinrg:
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848 #nacos服务地址
discovery:
cluster-name: hz # 集群名称
根据集群负载均衡:在order-service的yml配置文件中设置负载均衡的Rule为NacosRule,这个规则会优先寻找与自己同集群的服务
# application.yml
user-service:
ribbon:
NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule
3. NacosRule负载均衡策略
- 优先选择同集群服务实例列表
- 本地集群找不到提供者,才会去其他集群寻找,并且会报警告
- 确定了可用实例列表后,再采用随机负载均衡挑选实例
实际部署中会出现这样的情况:服务器设备性能有差异,部分实例所在机器性能较好,另一些较差,我们希望性能好的机器承担更多的用户请求
根据权重负载均衡:
Nacos提供了权重配置来控制访问频率,权重越大则访问频率越高
-
在Nacos控制台可以设置实例的权重值,单击实例后的编辑按钮,修改权重
-
实例的权重控制:
- Nacos控制台可以设置实例的权重值,0~1之间
- 同集群内的多个实例,权重越高被访问的频率越高
- 权重设置为0则完全不会被访问
4. 环境隔离-namespace
Nacos中服务存储和数据存储的最外层都是一个名为namespace的东西,用来做最外层隔离
如何使用:
-
在nacos控制台命名空间栏创建新的命名空间
-
在yml配置文件中进行添加namespace属性,属性值为命名空间的id值
spring: application: name: order-service cloud: nacos: server-addr: localhost:8848 discovery: cluster-name: sh namespace: 483be7d2-720e-4e0a-a55d-7e081b00cd39 # 值为命名空间id值
Nacos环境隔离:
- namespace用来做环境隔离
- 每个namespace都有唯一id
- 不同namespace下的服务不可见
5. 临时实例和非临时实例
临时实例nacos采用心跳检测,非临时实例cacos主动询问
服务注册到nacos时,可以选择注册为临时或非临时实例,通过下面的配置来设置
spring:
cloud:
nacos:
discovery:
ephemeral: false # 设置为非临时实例
6. Nacos和Eureka
共同点:
- 都支持服务注册和服务拉取
- 都支持服务提供者心跳方式做健康检测
区别:
- Nacos支持服务端主动检测提供者状态:临时实例采用心跳模式,非临时实例采用主动检测模式
- 临时实例心跳不正常会被剔除,非临时实例则不会被剔除
- Nacos支持服务列表变更的消息推送模式,服务列表更新更及时
- Nacos集群默认采用AP方式,当集群中存在非临时实例时,采用CP模式;Eureka采用AP方式
六、Nacos配置管理
1. 统一配置管理
在Nacos控制台中新建配置
Data ID:服务名称,一般命名规则:[服务名称]-[profile].[后缀名]
配置内容:有热更新需求的配置,会有变化的配置
统一配置管理步骤:
-
引入Nacos的配置管理客户端依赖
<dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId> </dependency>
-
在微服务中的resource目录添加一个bootstrap.yml文件,配置nacos地址、当前环境、服务名称、文件后缀名,这个文件是引导文件,优先级高于application.yml。这些配置决定了程序启动时去nacos读取哪个文件
spring: application: name: user-service # 服务名称 profiles: active: dev # 环境 cloud: nacos: server-addr: localhost:8848 # nacos地址 config: file-extension: yaml # 文件后缀名
服务名称+环境+后缀名 对应 nacos控制台中配置的Data Id
2. 配置热更新
Nacos中的配置文件变更后,微服务无需重启就可以感知。有两种方式可以实现
-
方式一:在@Value注入的变量所在类上添加注解@RefreshScope
-
方式二:使用@ConfigurationProperties注解【推荐】
@Data @Component @ConfigurationProperties(prefix = "pattern") public class PatternProperties { private String dateformat; }
注意:
- 不是所有的配置都适合放在配置中心,维护起来比较麻烦
- 建议将一些关键参数、需要运行时调整的参数放到nacos配置中心,一般都是自定义配置
3. 配置共享
微服务启动时会从nacos读取多个配置文件:
- [spring.application.name]-[spring.profile.active].yaml,例如userservice-dev.yaml
- [spring.application.name].yaml,例如userservice.yaml
无论profile如何变化,[spring.application.name].yaml这个文件一定会加载,因此多环境共享配置可以写入这个文件
多种配置的优先级:
- 服务名-profile.yaml > 服务名称.yaml > 本地配置
微服务会从Nacos读取的配置文件:
- [服务名]-[sping.profile.active].yaml,环境配置
- [服务名].yaml,默认配置,多环境共享
优先级:
- [服务名]-[环境].yaml > [服务名].yaml > 本地配置
4. 搭建Nacos集群
- 搭建MySQL集群并初始化数据库表
- 下载解压nacos
- 修改集群配置(节点信息)、数据库配置
- 分别启动多个nacos节点
- nginx反向代理