【Spring Cloud】03_SpringCloud Alibaba 微服务解决方案

于 2021-09-15 09:37:00 发布
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分类专栏： Spring Cloud 文章标签： spring elasticsearch java
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微服务简介

背景分析

讲微服务之前，我们先分析以下单体应用。所谓单体应用一般是基于idea/eclipse，maven等建一个工程，然后基于SpringBoot，spring，mybatis框架进行整合，接下来再写一堆dao、mapper、service、controller，再加上一些的配置文件，有可能还会引入redis、elasticsearch、mq等其它项目的依赖，开发好之后再将项目打包成一个jar包/war包。然后再将包扔到类似tomcat这样的web服务中，最后部署到公司提供给你的linux服务器上。 接下来，你针对服务提供的访问端口（例如8080端口）发起http请求，请求会由tomcat直接转交给你的spring web组件，进行一层一层的代码调用。

对于这样的设计一般适合企业的内部应用，访问量不大，体积比较小，5人以内的团队即可开发和维护。但对于一些大型互联网项目，假如需要10人以上的开发和维护团队，仅频繁的创建代码分支，编写业务功能，然后合并分支，就会出现很多代码冲突。每次解决这些大量的代码冲突，可能就会耗费好几天的时间。基于这样的背景微服务诞生了。

在微服务架构设计中，建议超出需要10人开发和维护的项目要进行系统拆分，就是把大系统拆分为很多小系统，几个人负责一个服务这样每个服务独立的开发、测试和上线，代码冲突少了，每次上线就回归测试自己的一个服务即可，测试速度快了，上线是独立的，只要向后兼容接口就行了，不需要跟别人等待和协调，技术架构和技术版本的升级，几个人ok就行，成本降低，更加灵活了。

在这里插入图片描述

什么是微服务

微服务架构（MSA）的基础是将单个应用程序开发为一组小型独立服务，这些独立服务在自己的进程中运行，独立开发和部署。如图所示：

在这里插入图片描述
这些服务使用轻量级 API 通过明确定义的接口进行通信。这些服务是围绕业务功能构建的，每项服务执行一项功能。由于它们是独立运行的，因此可以针对各项服务进行更新、部署和扩展，以满足对应用程序特定功能的需求。

生活中的微服务，如图所示：

在这里插入图片描述

程序中的微服务，就是将各个业务系统的共性再进行抽取，做成独立的服务，如图所示：

在这里插入图片描述

总之，微服务是分布式系统中的一种流行的架构模型，它并不是银弹，所以，也不要寄希望于微服务构架能够解决所有的问题。微服务架构主要解决的是如何快速地开发和部署我们的服务，这对于一个能够适应快速开发和成长的公司是非常必要的。同时，微服务设计中有很多很不错的想法和理念，通过学习微服务架构我们可以更快的迈向卓越。

SpringCloud Alibaba 微服务解决方案

概述

Spring Cloud Alibaba 是Spring Cloud的一个子项目，致力于提供微服务开发的一站式解决方案。此项目包含开发分布式应用微服务的必需组件，方便开发者通过 Spring Cloud 编程模型轻松使用这些组件来开发分布式应用服务。依托 Spring Cloud Alibaba，您只需要添加一些注解和少量配置，就可以将 Spring Cloud 应用接入阿里微服务解决方案，通过阿里中间件来迅速搭建分布式应用系统。

核心组件分析

Spring Cloud Alibaba 默认提供了如下核心功能（先了解）：

  • 服务限流降级：
    默认支持 WebServlet、OpenFeign、RestTemplate、Spring Cloud Gateway, RocketMQ 限流降级功能的接入，可以在运行时通过控制台实时修改限流降级规则，还支持查看限流降级 Metrics 监控。

  • 服务注册与发现：
    基于Spring Cloud 服务注册与发现标准，借助Nacos进行实现，默认还集成了 Ribbon 的支持。

  • 分布式配置管理：
    基于Nacos支持分布式系统中的外部化配置，配置更改时自动刷新。

  • 消息驱动能力：
    基于Spring Cloud Stream 为微服务应用构建消息驱动能力。

  • 分布式事务：
    使用 @GlobalTransactional 注解， 高效并且对业务零侵入地解决分布式事务问题。

  • 分布式任务调度：
    提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时（基于 Cron 表达式）任务调度服务。同时提供分布式的任务执行模型，如网格任务。网格任务支持海量子任务均匀分配到所有 Worker上执行。

解决方案架构设计

基于Spring Cloud Alibaba实现的微服务，解决方案设计架构如图所示：

在这里插入图片描述

构建SpringCloud 聚合项目并进行环境初始化

创建空项目

打开Idea，创建一个空项目(Empty Project)，项目名为GitCGB2105IVProjects，例如：

在这里插入图片描述
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项目初始化配置

第一步：配置maven环境(只要是新的工作区,都要重新配置)，注意本地库选择新的位置不要与其它项目共用本地库。

在这里插入图片描述

第二步:配置JDK编译环境

在这里插入图片描述

第三步:配置项目编码方式

在这里插入图片描述

创建聚合父工程

我们后续在创建微服务工程进行学习时，相关服务的依赖及版本的管理可以放在此工程下。

第一步：创建父工程模块，例如：

在这里插入图片描述

第二步：删除工程中的src目录(父工程不需要这个目录)，例如：

在这里插入图片描述
第三步：添加核心依赖及版本管理，例如：

<dependencyManagement>
    <dependencies>
          
            <!--Spring boot 依赖(定义了微服务规范)-->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
                <version>2.3.2.RELEASE</version>
                <scope>import</scope>
                <type>pom</type>
            </dependency>
          
            <!--Spring Cloud 依赖(定义了微服务规范)-->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Hoxton.SR9</version>
                <scope>import</scope>
                <type>pom</type>
            </dependency>
            
            <!--Spring Cloud Alibaba依赖(基于spring微服务规范做了具体落地实现)-->
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>2.2.6.RELEASE</version>
                <scope>import</scope>
                <type>pom</type>
            </dependency>
            
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

总结(Summary)

总之，微服务是一个架构设计方式，此架构中的每个服务(service)都是针对一组功能而设计的，并专注于解决特定的问题。如果开发人员逐渐将更多代码增加到一项服务中并且这项服务变得复杂，那么可以将其拆分成多项更小的服务。接下来进行独立的开发、测试、部署、运行、维护。进而更好，更灵活的处理客户端的请求并提高系统的可靠性，可扩展性。

Nacos注册中心应用实践

背景分析

在微服务中，首先需要面对的问题就是如何查找服务(软件即服务)，其次，就是如何在不同的服务之间进行通信？如何更好更方便的管理应用中的每一个服务，如何建立各个服务之间联系的纽带，由此注册中心诞生（例如淘宝网卖家提供服务，买家调用服务）。

市面上常用注册中心有Zookeeper(雅虎Apache)，Eureka(Netfix)，Nacos(Alibaba)，Consul(Google)，那他们分别都有什么特点，我们如何进行选型呢？我们主要从社区活跃度，稳定性，功能，性能等方面进行考虑即可。本次微服务的学习，我们选择Nacos，它很好的支持了阿里的双11活动，不仅可以做注册中心，还可以作为配置中心，稳定性和性能都很好。

Nacos概述

Nacos（DynamicNaming and Configuration Service）是一个应用于服务注册与发现、配置管理的平台。它孵化于阿里巴巴，成长于十年双十一的洪峰考验，沉淀了简单易用、稳定可靠、性能卓越的核心竞争力。其官网地址如下：

https://nacos.io/zh-cn/docs/quick-start.html

构建Nacos服务

在这里插入图片描述

准备工作

第一：确保你电脑已配置JAVA_HOME环境变量(Nacos启动时需要)，例如：
在这里插入图片描述
第二：确保你的MySQL版本为5.7以上（MariaDB10.5以上)，例如
在这里插入图片描述

下载与安装

第一步：Nacos下载,可在浏览器直接输入如下地址：

https://github.com/alibaba/nacos/releases

第二步：选择对应版本，直接下载，如图所示：
在这里插入图片描述
第三步：解压Nacos（最好不要解压到中文目录下），其目录结构如下：
在这里插入图片描述

初始化配置

第一步：登陆mysql，执行老师发给同学们的sql脚本。例如,我们可以使用mysql自带客户端，在命令行首先登录mysql，然后执行如下指令：

source d:/nacos-mysql.sql

执行成功以后，会创建一个nacos_config数据库，打开数据库会看到一些表，例如：

在这里插入图片描述

说明：在执行此文件时，要求mysql的版本大于5.7版本(MariaDB最好10.5.11)，否则会出现如下错误：

在这里插入图片描述

第二步：打开/conf/application.properties里打开默认配置，并基于你当前环境配置要连接的数据库，连接数据库时使用的用户名和密码(假如前面有"#"要将其去掉)：

### If use MySQL as datasource:
spring.datasource.platform=mysql

### Count of DB:
db.num=1

### Connect URL of DB:
db.url.0=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos_config?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user.0=root
db.password.0=root

服务启动与访问

第一步：启动Nacos服务

Linux/Unix/Mac启动命令(standalone代表着单机模式运行，非集群模式)：

./startup.sh -m standalone

Windows启动命令(standalone代表着单机模式运行，非集群模式)：

startup.cmd -m standalone

说明：

  1. 执行执行令时要么配置环境变量，要么直接在nacos/bin目录下去执行。

  2. nacos启动时需要本地环境变量中配置了JAVA_HOME(对应jdk的安装目录)

  3. 一定要确保你连接的数据库(nacos_config)是存在的。

  4. 假如所有的配置都正确,还连不上，检查一下你有几个数据库(mysql…)

第二步：访问Nacos服务

打开浏览器，输入http://localhost:8848/nacos地址，出现如下登陆页面：
在这里插入图片描述
其中，默认账号密码为nacos/nacos。

服务注册与调用入门（重点）

业务描述

创建两个项目Module分别为服务提供者和服务消费者，两者都要注册到NacosServer中(这个server本质上就是一个web服务，端口默认为8848)，然后服务提供者可以为服务消费者提供远端调用服务(例如支付服务为服务提供方，订单服务为服务消费方)，如图所示：
在这里插入图片描述

生产者服务创建及注册

第一步：创建服务提供者工程(module名为sca-provider），继承parent工程(01-sca)，其pom.xml文件内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>01-sca</artifactId>
        <groupId>com.jt</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <artifactId>sca-provider</artifactId>
    <dependencies>
        <!--Web服务-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!--服务的注册和发现(我们要讲服务注册到nacos)-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

第二步：创建并修改配置文件application.yml(或者application.properties)，实现服务注册，关键代码如下：

server:
   port: 8600
spring:
  application:
    name: sca-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

注意：服务名不要使用下划线(“_”),应使用横杠(“-”),这是规则。

第三步：创建启动类，并定义处理请求的控制层对象和方法，关键代码如下：

package com.cy;

@SpringBootApplication
public class ProviderApplication {
   

    public static void main(String[] args) {
   
        SpringApplication.run(ProviderApplication.class, args);
    }

    /**定义Controller对象(这个对象在spring mvc中给他的定义是handler),
     * 基于此对象处理客户端的请求*/
    @RestController
    public class ProviderController{
   
        //@Value默认读取项目配置文件中配置的内容
        //8080为没有读到server.port的值时,给定的默认值
        @Value("${server.port:8080}")
        private String server;
        
        //http://localhost:8081/provider/echo/tedu
        @GetMapping("/provider/echo/{msg}")
        public String doRestEcho1(@PathVariable String msg){
   
            return server+" say hello "+msg;
        }
    }
  }

第四步：启动启动类，然后刷先nacos服务，检测是否服务注册成功，如图所示：

在这里插入图片描述

第五步:打开浏览器,输入http://localhost:8081/provider/echo/msa,然后进行访问。

在这里插入图片描述

消费者服务发现及调用

第一步：创建服务消费者（module名为sca-consumer），继承parent工程（01-sca），其pom.xml文件内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>01-sca</artifactId>
        <groupId>com.jt</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <artifactId>sca-consumer</artifactId>
    
   <dependencies>
    <!--Web服务-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId</
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