这篇教程详细介绍了Spring Cloud的各个核心组件，包括Eureka服务注册与发现、Ribbon负载均衡、Feign服务调用、Hystrix服务隔离与断路器、Zuul服务网关、Config动态配置、Sleuth服务追踪，以及整个Spring Cloud架构的概览，帮助开发者深入理解Spring Cloud微服务架构。
目录
一、SpringCloud介绍
1.1 微服务架构
微服务架构的提出者：马丁福勒
简而言之，微服务架构样式[1]是一种将单个应用程序开发为一组小服务的方法，每个小服务都在自己的进程中运行并与轻量级机制（通常是HTTP资源API）进行通信。这些服务围绕业务功能构建，并且可以由全自动部署机制独立部署。这些服务的集中管理几乎没有，它可以用不同的编程语言编写并使用不同的数据存储技术。
1、 微服务架构只是一个样式，一个风格。
2、 将一个完成的项目，拆分成多个模块去分别开发。
3、 每一个模块都是单独的运行在自己的容器中。
4、 每一个模块都是需要相互通讯的。 Http，RPC，MQ。
5、 每一个模块之间是没有依赖关系的，单独的部署。
6、 可以使用多种语言去开发不同的模块。
7、 使用MySQL数据库，Redis，ES去存储数据，也可以使用多个MySQL数据库。
总结：将复杂臃肿的单体应用进行细粒度的划分，每个拆分出来的服务各自打包部署。
1.2 SpringCloud介绍
SpringCloud是微服务架构落地的一套技术栈。
SpringCloud中的大多数技术都是基于Netflix公司的技术进行二次研发。
SpringCloud的中文社区网站：http://springcloud.cn/
SpringCloud的中文网：http://springcloud.cc/
八个技术点：
Eureka - 服务的注册与发现
Robbin - 服务之间的负载均衡
Feign - 服务之间的通讯
Hystrix - 服务的线程隔离以及断路器
Zuul - 服务网关
Stream - 实现MQ的使用
Config - 动态配置
Sleuth - 服务追踪
二、服务的注册与发现-Eureka
2.1 引言
Eureka就是帮助我们维护所有服务的信息，以便服务之间的相互调用
| Eureka |
|---|
|
|
2.2 Eureka的快速入门
2.2.1 创建EurekaServer
创建一个父工程，并且在父工程中指定SpringCloud的版本，并且将packaing修改为pom
<packaging>pom</packaging>
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Hoxton.SR4</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>创建eureka的server，创建SpringBoot工程，并且导入依赖，在启动类中添加注解，编写yml文件
导入依赖
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
</dependencies>启动类添加注解
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(EurekaApplication.class,args);
}
}编写yml配置文件
server:
port: 8761 # 端口号
eureka:
instance:
hostname: localhost # localhost
client:
# 当前的eureka服务是单机版的
registerWithEureka: false
fetchRegistry: false
serviceUrl:
defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
2.2.2 创建EurekaClient
创建Maven工程，修改为SpringBoot
导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>在启动类上添加注解
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class CustomerApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(CustomerApplication.class,args);
}
}编写配置文件
# 指定Eureka服务地址
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://localhost:8761/eureka
#指定服务的名称
spring:
application:
name: CUSTOMER
2.2.3 测试Eureka
创建了一个Search搜索模块，并且注册到Eureka
使用到EurekaClient的对象去获取服务信息
@Autowired
private EurekaClient eurekaClient;正常RestTemplate调用即可
@GetMapping("/customer")
public String customer(){
//1. 通过eurekaClient获取到SEARCH服务的信息
InstanceInfo info = eurekaClient.getNextServerFromEureka("SEARCH", false);
//2. 获取到访问的地址
String url = info.getHomePageUrl();
System.out.println(url);
//3. 通过restTemplate访问
String result = restTemplate.getForObject(url + "/search", String.class);
//4. 返回
return result;
}
2.3 Eureka的安全性
实现Eureka认证
导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>编写配置类
@EnableWebSecurity
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
// 忽略掉/eureka/**
http.csrf().ignoringAntMatchers("/eureka/**");
super.configure(http);
}
}编写配置文件
# 指定用户名和密码
spring:
security:
user:
name: root
password: root其他服务想注册到Eureka上需要添加用户名和密码
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://用户名:密码@localhost:8761/eureka
2.4 Eureka的高可用
如果程序的正在运行，突然Eureka宕机了。
如果调用方访问过一次被调用方了，Eureka的宕机不会影响到功能。
如果调用方没有访问过被调用方，Eureka的宕机就会造成当前功能不可用。
搭建Eureka高可用
准备多台Eureka
让服务注册到多台Eureka
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://root:root@localhost:8761/eureka,http://root:root@localhost:8762/eureka让多台Eureka之间相互通讯
eureka:
client:
registerWithEureka: true # 注册到Eureka上
fetchRegistry: true # 从Eureka拉取信息
serviceUrl:
defaultZone: http://root:root@localhost:8762/eureka/
2.5 Eureka的细节
EurekaClient启动是，将自己的信息注册到EurekaServer上，EurekaSever就会存储上EurekaClient的注册信息。
当EurekaClient调用服务时，本地没有注册信息的缓存时，去EurekaServer中去获取注册信息。
EurekaClient会通过心跳的方式去和EurekaServer进行连接。（默认30sEurekaClient会发送一次心跳请求，如果超过了90s还没有发送心跳信息的话，EurekaServer就认为你宕机了，将当前EurekaClient从注册表中移除）
eureka:
instance:
lease-renewal-interval-in-seconds: 30 #心跳的间隔
lease-expiration-duration-in-seconds: 90 # 多久没发送，就认为你宕机了EurekaClient会每隔30s去EurekaServer中去更新本地的注册表
eureka:
client:
registry-fetch-interval-seconds: 30 # 每隔多久去更新一下本地的注册表缓存信息Eureka的自我保护机制，统计15分钟内，如果一个服务的心跳发送比例低于85%，EurekaServer就会开启自我保护机制
不会从EurekaServer中去移除长时间没有收到心跳的服务。
EurekaServer还是可以正常提供服务的。
网络比较稳定时，EurekaServer才会开始将自己的信息被其他节点同步过去
eureka:
server:
enable-self-preservation: true # 开启自我保护机制CAP定理，C - 一致性，A-可用性，P-分区容错性，这三个特性在分布式环境下，只能满足2个，而且分区容错性在分布式环境下，是必须要满足的，只能在AC之间进行权衡。
如果选择CP，保证了一致性，可能会造成你系统在一定时间内是不可用的，如果你同步数据的时间比较长，造成的损失大。
Eureka就是一个AP的效果，高可用的集群，Eureka集群是无中心，Eureka即便宕机几个也不会影响系统的使用，不需要重新的去推举一个master，也会导致一定时间内数据是不一致。
三、服务间的负载均衡-Ribbon
3.1 引言
Robbin是帮助我们实现服务和服务负载均衡，Robbin属于客户端负载均衡
客户端负载均衡：customer客户模块，将2个Search模块信息全部拉取到本地的缓存，在customer中自己做一个负载均衡的策略，选中某一个服务。
服务端负载均衡：在注册中心中，直接根据你指定的负载均衡策略，帮你选中一个指定的服务信息，并返回。
| Robbin |
|---|
|
|
3.2 Robbin的快速入门
启动两个search模块
在customer导入robbin依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>配置整合RestTemplate和Robbin
@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate(){
return new RestTemplate();
}在customer中去访问search
@GetMapping("/customer")
public String customer(){
String result = restTemplate.getForObject("http://SEARCH/search", String.class);
//4. 返回
return result;
}
3.3 Robbin配置负载均衡策略
负载均衡策略
RandomRule：随机策略
RoundRobbinRule：轮询策略
WeightedResponseTimeRule：默认会采用轮询的策略，后续会根据服务的响应时间，自动给你分配权重
BestAvailableRule：根据被调用方并发数最小的去分配
采用注解的形式
@Bean
public IRule robbinRule(){
return new RandomRule();
}配置文件去指定负载均衡的策略（推荐）
# 指定具体服务的负载均衡策略
SEARCH: # 编写服务名称
ribbon:
NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.WeightedResponseTimeRule # 具体负载均衡使用的类
四、服务间的调用-Feign
4.1 引言
Feign可以帮助我们实现面向接口编程，就直接调用其他的服务，简化开发。
4.2 Feign的快速入门
导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
添加一个注解
@EnableFeignClients
创建一个接口，并且和Search模块做映射
@FeignClient("SEARCH") // 指定服务名称
public interface SearchClient {
// value -> 目标服务的请求路径，method -> 映射请求方式
@RequestMapping(value = "/search",method = RequestMethod.GET)
String search();
}
测试使用
@Autowired
private SearchClient searchClient;
@GetMapping("/customer")
public String customer(){
String result = searchClient.search();
return result;
}
4.3 Feign的传递参数方式
注意事项
如果你传递的参数，比较复杂时，默认会采用POST的请求方式。
传递单个参数时，推荐使用@PathVariable，如果传递的单个参数比较多，这里也可以采用@RequestParam，不要省略value属性
传递对象信息时，统一采用json的方式，添加@RequestBody
Client接口必须采用@RequestMapping
在Search模块下准备三个接口
@GetMapping("/search/{id}")
public Customer findById(@PathVariable Integer id){
return new Customer(1,"张三",23);
}
@GetMapping("/getCustomer")
public Customer getCustomer(@RequestParam Integer id,@RequestParam String name){
return new Customer(id,name,23);
}
@PostMapping("/save")
public Customer save(@RequestBody Customer customer){
return customer;
}
封装Customer模块下的Controller
@GetMapping("/customer/{id}")
public Customer findById(@PathVariable Integer id){
return searchClient.findById(id);
}
@GetMapping("/getCustomer")
public Customer getCustomer(@RequestParam Integer id, @RequestParam String name){
return searchClient.getCustomer(id,name);
}
@GetMapping("/save") // 会自动转换为POST请求 405
public Customer save(Customer customer){
return searchClient.save(customer);
}
再封装Client接口
@RequestMapping(value = "/search/{id}",method = RequestMethod.GET)
Customer findById(@PathVariable(value = "id") Integer id);
@RequestMapping(value = "/getCustomer",method = RequestMethod.GET)
Customer getCustomer(@RequestParam(value = "id") Integer id, @RequestParam(value = "name") String name);
@RequestMapping(value = "/save",method = RequestMethod.POST)
Customer save(@RequestBody Customer customer);
测试
4.4 Feign的Fallback
Fallback可以帮助我们在使用Feign去调用另外一个服务时，如果出现了问题，走服务降级，返回一个错误数据，避免功能因为一个服务出现问题，全部失效。
4.4.1 FallBack方式
创建一个POJO类，实现Client接口。
@Component
public class SearchClientFallBack implements SearchClient {
@Override
public String search() {
return "出现问题啦！！！";
}
@Override
public Customer findById(Integer id) {
return null;
}
@Override
public Customer getCustomer(Integer id, String name) {
return null;
}
@Override
public Customer save(Customer customer) {
return null;
}
}
修改CLient接口中的注解，添加一个属性。
@FeignClient(value = "SEARCH",fallback = SearchClientFallBack.class)
添加一个配置文件。
# feign和hystrix组件整合
feign:
hystrix:
enabled: true
4.4.2 FallBackFactory方式
调用方无法知道具体的错误信息是什么，通过FallBackFactory的方式去实现这个功能
FallBackFactory基于Fallback
创建一个POJO类，实现FallBackFactory<Client>
@Component
public class SearchClientFallBackFactory implements FallbackFactory<SearchClient> {
@Autowired
private SearchClientFallBack searchClientFallBack;
@Override
public SearchClient create(Throwable throwable) {
throwable.printStackTrace();
return searchClientFallBack;
}
}
修改Client接口中的属性
@FeignClient(value = "SEARCH",fallbackFactory = SearchClientFallBackFactory.class)
五、服务的隔离及断路器-Hystrix
5.1 引言
|
|
5.2 降级机制实现
导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
</dependency>
添加一个注解
@EnableCircuitBreaker
针对某一个接口去编写他的降级方法
@GetMapping("/customer/{id}")
@HystrixCommand(fallbackMethod = "findByIdFallBack")
public Customer findById(@PathVariable Integer id){
int i = 1/0;
return searchClient.findById(id);
}
// findById的降级方法 方法的描述要和接口一致
public Customer findByIdFallBack(Integer id){
return new Customer(-1,"",0);
}
在接口上添加注解
@HystrixCommand(fallbackMethod = "findByIdFallBack")
5、 测试一下
| 效果 |
|---|
|
|
六、服务的网关-Zuul
6.1 引言
客户端维护大量的ip和port信息，直接访问指定服务
认证和授权操作，需要在每一个模块中都添加认证和授权的操作
项目的迭代，服务要拆分，服务要合并，需要客户端进行大量的变化
统一的把安全性校验都放在Zuul中
| zuul |
|---|
|
|
6.2 Zuul的快速入门
创建Maven项目，修改为SpringBoot
导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-zuul</artifactId>
</dependency>
添加一个注解
@EnableEurekaClient
@EnableZuulProxy
编写配置文件
# 指定Eureka服务地址
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://root:root@localhost:8761/eureka,http://root:root@localhost:8762/eureka
#指定服务的名称
spring:
application:
name: ZUUL
server:
port: 80
直接测试
| 测试效果 |
|---|
|
|
6.3 Zuul常用配置信息
6.3.1 Zuul的监控界面
导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
编写配置文件
# 查看zuul的监控界面（开发时，配置为*，上线，不要配置）
management:
endpoints:
web:
exposure:
include: "*"
直接访问
6.3.2 忽略服务配置
# zuul的配置
zuul:
# 基于服务名忽略服务，无法查看 ，如果要忽略全部的服务 "*",默认配置的全部路径都会被忽略掉（自定义服务的配置，无法忽略的）
ignored-services: eureka
# 监控界面依然可以查看，在访问的时候，404
ignored-patterns: /**/search/**
6.3.3 自定义服务配置
# zuul的配置
zuul:
# 指定自定义服务(方式一 ， key（服务名）：value（路径）)
# routes:
# search: /ss/**
# customer: /cc/**
# 指定自定义服务(方式二)
routes:
cx: # 自定义名称
path: /cx/** # 映射的路径
serviceId: search # 服务名称
6.4 Zuul的过滤器执行流程
客户端请求发送到Zuul服务上，首先通过PreFilter链，如果正常放行，会吧请求再次转发给RoutingFilter，请求转发到一个指定的服务，在指定的服务响应一个结果之后，再次走一个PostFilter的过滤器链，最终再将响应信息交给客户端。
| 过滤器 |
|---|
|
|
6.5 Zuul过滤器入门
创建POJO类，继承ZuulFilter抽象类
@Component
public class TestZuulFilter extends ZuulFilter {}
指定当前过滤器的类型
@Override
public String filterType() {
return FilterConstants.PRE_TYPE;
}
指定过滤器的执行顺序
@Override
public int filterOrder() {
return FilterConstants.PRE_DECORATION_FILTER_ORDER - 1;
}
配置是否启用
@Override
public boolean shouldFilter() {
// 开启当前过滤器
return true;
}
指定过滤器中的具体业务代码
@Override
public Object run() throws ZuulException {
System.out.println("prefix过滤器执行~~~");
return null;
}
测试
| 效果 |
|---|
|
|
6.6 PreFilter实现token校验
准备访问路径，请求参数传递token
http://localhost/customer/version?token=123
创建AuthenticationFilter
@Component
public class AuthenticationFilter extends ZuulFilter {
@Override
public String filterType() {
return FilterConstants.PRE_TYPE;
}
@Override
public int filterOrder() {
return PRE_DECORATION_FILTER_ORDER - 2;
}
@Override
public boolean shouldFilter() {
return true;
}
@Override
public Object run() throws ZuulException {
//..
}
}
在run方法中编写具体的业务逻辑代码
@Override
public Object run() throws ZuulException {
//1. 获取Request对象
RequestContext requestContext = RequestContext.getCurrentContext();
HttpServletRequest request = requestContext.getRequest();
//2. 获取token参数
String token = request.getParameter("token");
//3. 对比token
if(token == null || !"123".equalsIgnoreCase(token)) {
//4. token校验失败，直接响应数据
requestContext.setSendZuulResponse(false);
requestContext.setResponseStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value());
}
return null;
}
测试
| 效果 |
|---|
|
|
七、服务的动态配置-Config
7.1 引言
配置文件分散在不同的项目中，不方便维护。
配置文件的安全问题。
修改完配置文件，无法立即生效。
| config |
|---|
|
|
7.2 搭建Config-Server
创建Maven工程，修改为SpringBoot
导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-config-server</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
添加注解
@EnableConfigServer
@EnableEurekaClient
编写配置文件（Git的操作）
spring:
cloud:
config:
server:
git:
basedir: D:\basedir # 本地仓库的地址
username: xxx@126.com # 远程仓库用户名
password: xxxx # 远程仓库密码
uri: https://gitee.com/migid/myconfig.git # 远程仓库地址
search-paths: configs
测试（http://localhost:port/{label}/{application}-{profile}.yml）
| 效果 |
|---|
|
|
7.3 搭建Config-Client
导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-config-client</artifactId>
</dependency>
修改原来的search服务的配置文件
# 指定Eureka服务地址
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://root:root@localhost:8761/eureka
spring:
application:
name: SEARCH
cloud:
config:
profile: dev
discovery:
enabled: true
serviceId: CONFIG-SERVER
name: mycloudtest
label: master
# CONFIG -> mycloudtest-dev.yml修改配置名称
修改为bootstrap.yml修改SearchController.java
@Value("${test_name}")
private String name;
@GetMapping("/search")
public String search(){
return "search:" + port + "-name:" + name;
}|
|
八、服务的追踪-Sleuth
8.1 引言
在整个微服务架构中，微服务很多，一个请求可能需要调用很多很多的服务，最终才能完成一个功能，如果说，整个功能出现了问题，在这么多的服务中，如何去定位到问题的所在点，出现问题的原因是什么。
Sleuth可以获得到整个服务链路的信息。
Zipkin通过图形化界面去看到信息。
Sleuth将日志信息存储到数据库中。
| Sleuth |
|---|
|
|
8.2 Sleuth的使用
导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
</dependency>
编写配置文件
logging:
level:
org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet: DEBUG
测试
| 日志信息 |
|---|
|
|
SEARCH：服务名称
e9c：总链路id
f07：当前服务的链路id
false：不会将当前的日志信息，输出其他系统中
8.3 Zipkin的使用
搭建Zipkin的web工程 https://zipkin.io/，官方推荐直接下载他们提供的jar包运行。
https://github.com/openzipkin/zipkin
下载并启动zipkin-server-2.12.9-exec.jar
启动命令：java -jar zipkin-server-2.12.9-exec.jar导入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
</dependency>编写配置文件
#指定服务的名称
spring:
sleuth:
sampler:
probability: 1 # 采样率，百分之多少的sleuth信息需要输出到zipkin中，默认为0.1，值越大收集越及时，但性能影响也越大
zipkin:
base-url: http://localhost:9411/ # 指定zipkin的地址
测试
| 测试 |
|---|
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|
九、完整SpringCloud架构图
| 完整架构图 |
|---|
|
|
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