微服务总结

最新推荐文章于 2023-04-15 16:01:42 发布

一只大马猴呀

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文章标签： java 开发语言后端

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_59096287/article/details/121372136

版权

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。

工程结构

微服务项目一般都会采用聚合工程结构，可通过聚合工程结构实现共享资源的复用，简化项目的管理方式。本小节以一个聚合工程结构为案例，讲解微服务架构方案中的maven聚合工程的基本结构，例如：

GitCGB2105IVProjects (工作区/空项目)
├── 01-sca   //(微服务父工程)
     ├── sca-provider            //服务提供方法
     ├── sca-consumer         //服务消费方法
     ├── sca-gateway            //网关服务

在这里插入图片描述

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（软件即服务，所有软件对外的表现形式就诗提供一种或多种业务服务）。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。

在消费方启动类中注入

@Bean
public RestTemplate restTemplate(){//基于此对象实现远端服务调用
    return new RestTemplate();
}

从spring容器获取一个RestTemplate对象, * 基于此对象实现远端服务调用

1.小节面试分析

为什么要将服务注册到nacos?(为了更好的查找这些服务)
在Nacos中服务提供者是如何向Nacos注册中心(Registry)续约的？(5秒心跳)
对于Nacos服务来讲它是如何判定服务实例的状态？(检测心跳包，15,30)
服务启动时如何找到服务启动注册配置类?(NacosNamingService)
服务消费方是如何调用服务提供方的服务的？(RestTemplate)

2.小节面试分析

@Bean注解的作用?(一般用于配置类内部,描述相关方法,用于告诉spring此方法的返回值要交给spring管理,bean的名字默认为方法名,假如需要指定名字可以@Bean(“bean的名字”),最多的应用场景是整合第三方的资源-对象)
@Autowired注解的作用?(此注解用于描述属性,构造方法,set方法等,用于告诉spring框架,按找一定的规则为属性进行DI操作,默认按属性,方法参数类型查找对应的对象,假如只找到一个,则直接注入,类型多个时还会按照属性名或方法参数名进行值的注入,假如名字也不同,就出报错.)
Nacos中的负责均衡底层是如何实现的?(通过Ribbon实现,Ribbon中定义了一些负载均衡算法,然后基于这些算法从服务实例中获取一个实例为消费方法提供服务)
Ribbon 是什么？(Netflix公司提供的负载均衡客户端,一般应用于服务的消费方法)
Ribbon 可以解决什么问题? (基于负载均衡策略进行服务调用, 所有策略都会实现IRule接口)
Ribbon 内置的负载策略都有哪些?(8种,可以通过查看IRule接口的实现类进行分析)
@LoadBalanced的作用是什么？(描述RestTemplate对象,用于告诉Spring框架，在使用RestTempalte进行服务调用时，这个调用过程会被一个拦截器进行拦截,然后在拦截器内部,启动负载均衡策略。)
我们可以自己定义负载均衡策略吗？(可以，基于IRule接口进行策略定义,也可以参考NacosRule进行实现)

基于Feign的远程服务调用（重点）

背景分析

服务消费方基于rest方式请求服务提供方的服务时，一种直接的方式就是自己拼接url，拼接参数然后实现服务调用，但每次服务调用都需要这样拼接，代码量复杂且不易维护，此时Feign诞生。

Feign 调用过程分析（了解）

Feign应用过程分析（底层逻辑先了解）：
1)通过 @EnableFeignCleints 注解告诉springcloud,启动 Feign Starter 组件。
2) Feign Starter 会在项目启动过程中注册全局配置，扫描包下所由@FeignClient注解描述的接口，然后由系统底层创建接口实现类(JDK代理类)，并构建类的对象，然后交给spring管理(注册 IOC 容器)。
3) Feign接口被调用时会被动态代理类逻辑拦截，然后将 @FeignClient 请求信息通过编码器创建 Request对象，基于此对象进行远程过程调用。
4) Feign客户端请求对象会经Ribbon进行负载均衡，挑选出一个健康的 Server 实例（instance）。
5) Feign客户端会携带 Request 调用远端服务并返回一个响应。
6) Feign客户端对象对Response信息进行解析然后返回客户端。

小节面试分析

为什么使用feign?(基于Feign可以更加友好的实现服务调用，简化服务消费方对服务提供方方法的调用)。
@FeignClient注解的作用是什么？(告诉Feign Starter，在项目启动时，为此注解描述的接口创建实现类-代理类)
Feign方式的调用，底层负载均衡是如何实现的？(Ribbon)
@EnableFeignCleints 注解的作用是什么？（描述配置类，例如启动类）

总结(Summary)

重难点分析

何为注册中心？(用于记录服务信息的一个web服务，例如淘宝平台，滴滴平台，美团外卖平台，……)
注册中心的核心对象？(服务提供方，服务消费方，注册中心-Registry)
市面上常用注册中心？(Google-Consul,Alibaba-Nacos,…)
Nacos安装、启动、服务的注册、发现机制以及实现过程
服务调用时RestTemplate对象的应用。
基于Feign方式的服务调用及基本原理？

FAQ分析

Nacos是什么，提供了什么特性(服务的注册、发现、配置)？
你为什么会选择Nacos?（活跃度、稳定、性能、学习成本）
Nacos的官网？(nacos.io)
Nacos在github的源码？(github.com/alibaba/nacos)
Nacos在windows环境下安装?(解压即可使用)
Nacos在windows中的的初步配置？(application.properties访问数据库的数据源)
Nacos服务注册的基本过程？（服务启动时发送web请求）
Nacos服务消费的基本过程？（服务启动时获取服务实例，然后调用服务）
Nacos服务负载均衡逻辑及设计实现？(Ribbon)
注册中心的核心数据是什么？（服务的名字和它对应的网络地址）
注册中心中心核心数据的存取为什么会采用读写锁?(底层安全和性能)
Nacos健康检查的方式？(基于心跳包机制进行实现)
Nacos是如何保证高可用的?(重试，本地缓存、集群)
RestTemplate的基本作用是什么？
Feign是什么，它的应用是怎样的，feign应用过程中的代理对象是如何创建的（JDK）？
Feign方式的调用过程，其负载均衡是如何实现？(Ribbon)

NACOS小节面试分析

配置中心一般都会配置什么内容？(可能会经常变化的配置信息，例如连接池，日志、线程池、限流熔断规则)
什么信息一般不会写到配置中心?(服务端口，服务名，服务的注册地址，配置中心)
项目中为什么要定义bootstrap.yml文件？(此文件被读取的优先级比较高，可以在服务启动时读取配置中心的数据)
Nacos配置中心宕机了，我们的服务还可以读取到配置信息吗？(可以从内存,客户端获取了配置中心的配置信息以后,会将配置信息在本地内存中存储一份.)
微服务应用中我们的客户端如何获取配置中心的信息?(我们的服务一般首先会从内存读取配置信息，同时我们的微服务还可以定时向nacos配置中心发请求拉取(pull)更新的配置信息)
微服务应用中客户端如何感知配置中心数据变化？(1.4.x版本的nacos客户端会基于长轮询机制从nacos获取配置信息,所谓的长轮询就是没有配置更新时,会在nacos服务端的队列进行等待.)
服务启动后没有从配置中心获取我们的配置数据是什么原因?(依赖,配置文件名字bootstrap.yml,配置中心的dataId名字是否正确,分组是否正确,配置的名字是否正确,缩进关系是否正确,假如是动态发布,类上是否有@RefreshScope注解)
你项目中使用的日志规范是什么?(SLF4J)
你了解项目中的日志级别吗?(debug,info,error,…,可以基于日志级别控制日志的输出)

Nacos小节面试分析

Nacos配置管理模型的背景？(环境不同配置不同)
Nacos配置中的管理模型是怎样的？（namespace,group,service/data-id）
Nacos客户端(微服务)是否可以读取共享配置?(可以)

总结(Summary)

重难点分析

配置中心的选型。(市场活跃度、稳定性、性能、易用)
Nacos配置中心基本应用。(新建，修改、删除配置以后，在Nacos客户端应用配置)
配置管理模型应用。(namespace,group,service/dataId)
Nacos配置变更的动态感知。(底层原理分析)

FAQ分析

为什么需要配置中心？(动态管理发布配置，无需重启服务，更好保证服务的可用)
配置中一般要配置什么内容？(经常变化的配置数据-日志级别，线程池、连接池、…)
市面上有哪些主流配置中心？(Nacos,….)
配置中心选型时要重点考虑哪些因素？(市场活跃度、稳定性、性能、易用)
Nacos客户端(微服务业务)如何动态感知配置中心数据变化的？(nacos2.0之前nacos客户端采用长轮询机制每隔30秒拉取nacos配置信息.)
Nacos配置管理模型是怎样的？（命名空间-namespace,分组-group,服务实例-dataId）

Sentinel 应用于服务提供方(sca-provider)，在消费方添加依赖

Sentinel限流入门实践

我们设置一下指定接口的流控(流量控制)，QPS（每秒请求次数）单机阈值为1，代表每秒请求不能超出1次，要不然就做限流处理，处理方式直接调用失败。

小节面试分析

Sentinel是什么？(阿里推出一个流量控制平台，防卫兵)
类似Sentinel的产品你知道有什么？(hystrix-一代微服务产品)
Sentinel是如何对请求进行限流的?(基于sentinel依赖提供的拦截器)
你了解哪些限流算法？(计数器、令牌桶、漏斗算法，滑动窗口算法，…)
Sentinel 默认的限流算法是什么？(滑动窗口算法)

Sentinel流控规则分析

阈值类型

QPS(Queries Per Second)：当调用相关url对应的资源时，QPS达到单机阈值时，就会限流。
线程数：当调用相关url对应的资源时，线程数达到单机阈值时，就会限流。
直连模式
关联模式:当关联的资源达到阈值，就限流自己。例如设置了关联资源为/ur2时，假如关联资源/url2的qps阀值超过1时，就限流/url1接口
链路模式:链路模式只记录指定链路入口的流量。也就是当多个服务对指定资源调用时，假如流量超出了指定阈值，则进行限流。

小节面试分析

你了解sentinel中的阈值应用类型吗?（两种-QPS,线程数）
Sentinel的限流规则中默认有哪些限流模式?(直连，关联，链路)
Sentinel的限流效果有哪些？(快速失败，预热，排队)

Sentinel降级应用实践

概述

除了流量控制以外，对调用链路中不稳定的资源进行熔断降级也是保障高可用的重要措施之一。由于调用关系的复杂性，如果调用链路中的某个资源不稳定，最终会导致请求发生堆积。
Sentinel 熔断降级会在调用链路中某个资源出现不稳定状态时（例如调用超时或异常比例升高），对这个资源的调用进行限制，让请求快速失败，避免影响到其它的资源而导致级联错误。当资源被降级后，在接下来的降级时间窗口之内，对该资源的调用都自动熔断（默认行为是抛出 DegradeException）。

这里表示熔断策略选择"慢调用比例"，表示请求数超过3时，假如平均响应时间超过200毫秒的有30%，则对请求进行熔断，熔断时长为10秒钟，10秒以后恢复正常。

小节面试分析

何为降级熔断？（让外部应用停止对服务的访问，生活中跳闸，路障设置-此路不通）
为什么要进行熔断呢？(平均响应速度越来越慢或经常出现异常，这样可能会导致调用链堆积，最终系统崩溃)
Sentinel中限流，降级的异常父类是谁？(BlockException)
Sentinel 出现降级熔断时，系统底层抛出的异常是谁？(DegradeException)
Sentinel中异常处理接口是谁？（BlockExceptionHandler）
Sentinel中异常处理接口下默认的实现类为? (DefaultBlockExceptionHandler)
假如Sentinel中默认的异常处理规则不满足我们的需求怎么办?(自己定义)
我们如何自己定义Sentinel中异常处理呢？（直接或间接实现BlockExceptionHandler ）
Sentinel熔断降级策略有哪些?(慢调用比例、异常比例、异常数)

Sentinel热点规则分析（重点）

概述

何为热点？热点即经常访问的数据。比如：

商品 ID 为参数，统计一段时间内最常购买的商品 ID 并进行限制。
用户 ID 为参数，针对一段时间内频繁访问的用户 ID 进行限制。

热点参数限流会统计传入参数中的热点数据，并根据配置的限流阈值与模式，对包含热点参数的资源调用进行限流。热点参数限流可以看做是一种特殊的流量控制，仅对包含热点参数的资源调用生效。其中，Sentinel会利用 LRU 策略统计最近最常访问的热点参数，结合令牌桶算法来进行参数级别的流控。

Sentinel热点规则分析（重点）

概述

何为热点？热点即经常访问的数据。比如：

商品 ID 为参数，统计一段时间内最常购买的商品 ID 并进行限制。
用户 ID 为参数，针对一段时间内频繁访问的用户 ID 进行限制。

其中，热点参数其实说白了就是特殊的流控，流控设置是针对整个请求的；但是热点参数他可以设置到具体哪个参数，甚至参数针对的值，这样更灵活的进行流控管理。
一般应用在某些特殊资源的特殊处理，如：某些商品流量大，其他商品流量很正常，就可以利用热点参数限流的方案。

热点小节面试分析

如何理解热点数据？(访问频度比较高的数据，某些商品、谋篇文章、某个视频)
热点数据的限流规则是怎样的?(主要是针对参数进行限流设计)
热点数据中的特殊参数如何理解？(热点限流中的某个参数值的阈值设计)
对于热点数据的访问出现限流以后底层异常是什么？(ParamFlowException)

Sentinel授权规则(重要)

概述

很多时候，我们需要根据调用方来限制资源是否通过，这时候可以使用 Sentinel 的黑白名单控制的功能。黑白名单根据资源的请求来源（origin）限制资源是否通过，若配置白名单则只有请求来源位于白名单内时才可通过；若配置黑名单则请求来源位于黑名单时不通过，其余的请求通过。例如微信中的黑名单。

黑白名单规则（AuthorityRule）非常简单，主要有以下配置项：

总结(Summary)

总之，Sentinel可为秒杀、抢购、抢票、拉票等高并发应用，提供API接口层面的流量限制，让突然暴涨而来的流量用户访问受到统一的管控，使用合理的流量放行规则使得用户都能正常得到服务。

重难点分析

FAQ分析

资源名:即限流规则的作用对象
流控应用:对应的黑名单/白名单中设置的规则值,多个值用逗号隔开.
授权类型:白名
授权小节面试分析
如何理解Sentinel中的授权规则？(对指定资源的访问给出的一种简易的授权策略)
Sentinel的授权规则是如何设计的？(白名单和黑名单)
如何理解Sentinel中的白名单？（允许访问的资源名单）
如何理解Sentinel中的黑名单？（不允许访问的资源名单）、
Sentinel如何识别白名单和黑名单？(在拦截器中通过调用RequestOriginParser对象的方法检测具体的规则)
授权规则中RequestOriginParser类的做用是什么？（对流控应用值进行解析，检查服务访问时传入的值是否与RequestOriginParser的parseOrigin方法返回值是否相同。）
Sentinel诞生的背景?(计算机的数量是否有限,处理能力是否有限,并发比较大或突发流量比较大)
服务中Sentinel环境的集成,初始化?(添加依赖-两个,sentinel配置)
Sentinel 的限流规则?(阈值类型-QPS&线程数,限流模式-直接,关联,链路)
Sentinel 的降级(熔断)策略?(慢调用,异常比例,异常数)
Sentinel 的热点规则设计(掌握)?
Sentinel 系统规则设计?(了解,全局规则定义,针对所有请求有效)
Sentinel 授权规则设计?(掌握,黑白名单)
为什么要限流?
你了解的那些限流框架?(sentinel)
常用的限流算法有那些?(计数,令牌桶-电影票,漏桶-漏斗,滑动窗口)
Sentinel有哪些限流规则?(QPS,线程数)
Sentinel有哪些限流模式?(直接,关联-创建订单和查询订单,链路限流-北京六环外不限号,但是五环就限号)
Sentinel 的降级(熔断)策略有哪些?(慢调用-响应时长,异常比例-异常占比,异常数)
Sentinel 的热点规则中的热点数据?(热卖商品,微博大咖,新上映的电影)
如何理解Sentinel 授权规则中的黑白名单?
单，黑名单(不允许访问).

网关概述

网关本质上要提供一个各种服务访问的入口，并提供服务接收并转发所有内外部的客户端调用，还有就是权限认证，限流控制等等。Spring Cloud Gateway是Spring公司基于Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和等技术开发的一个网关组件，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API入口，负责服务请求路由、组合及协议转换，并且基于 Filter 链的方式提供了权限认证，监控、限流等功能。

优点：

性能强劲：是第一代网关Zuul的1.6倍。
功能强大：内置了很多实用的功能，例如转发、监控、限流等
设计优雅，容易扩展。

缺点：

依赖Netty与WebFlux(Spring5.0)，不是传统的Servlet编程模型(Spring MVC就是基于此模型实现)，学习成本高。
需要Spring Boot 2.0及以上的版本，才支持

其中：路由(Route) 是 gateway 中最基本的组件之一，表示一个具体的路由信息载体。主要定义了下面的几个信息:

id，路由标识符，区别于其他 Route。
uri，路由指向的目的地 uri，即客户端请求最终被转发到的微服务。
predicate，断言(谓词)的作用是进行条件判断，只有断言都返回真，才会执行路由。
filter，过滤器用于修改请求和响应信息。

网关小节面试分析？

什么是网关？服务访问(流量)的一个入口，类似生活中的“海关“
为什么使用网关？(服务安全，统一服务入口管理，负载均衡，限流，鉴权)
Spring Cloud Gateway 应用的初始构建过程(添加依赖，配置)
Gateway 服务的启动底层是通过谁去实现的？(Netty网络编程框架-ServerSocket)
Gateway 服务做请求转发时一定要在注册中心进行注册吗？（不一定，可以直接通过远端url进行服务访问）

执行流程分析（重要）

客户端向Spring Cloud Gateway发出请求。如果Gateway Handler Mapping 通过断言predicates(predicates)的集合确定请求与路由(Routers)匹配，则将其发送到Gateway Web Handler。 Gateway Web Handler 通过确定的路由中所配置的过滤器集合链式调用过滤器（也就是所谓的责任链模式）。 Filter由虚线分隔的原因是， Filter可以在发送代理请求之前和之后运行逻辑。处理的逻辑是在处理请求时排在前面的过滤器先执行，而处理返回相应的时候，排在后面的过滤器先执行。