Spring Cloud 全栈实战：构建高可用微服务架构

最新推荐文章于 2025-04-20 22:25:20 发布

小小初霁

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文章标签：架构 spring cloud 微服务

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_73344672/article/details/146042366

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1. Spring Cloud 简介

Spring Cloud 是一套基于 Spring Boot 的微服务开发工具集，提供分布式系统构建所需的服务发现、配置管理、熔断器、API 网关等核心组件。其生态整合了 Netflix OSS、Alibaba、Consul 等解决方案，支持快速搭建弹性扩展、容错能力强的云原生应用。

核心优势：

标准化：统一 Spring Boot 编程模型，降低学习成本。
模块化：按需引入组件（如 Spring Cloud Gateway、OpenFeign）。
云原生支持：无缝对接 Kubernetes、Docker 等平台。
生态丰富：支持多种注册中心（Nacos、Eureka）、配置中心（Config Server、Apollo）。

2. 环境准备与版本选择

组件选型：
- 服务注册中心：Nacos（替代 Eureka，支持 CP/AP 模式）。
- API 网关：Spring Cloud Gateway（高性能，支持响应式编程）。
- 配置中心：Nacos Config（动态配置管理）。
- 服务调用：OpenFeign（声明式 REST 客户端）。
- 熔断限流：Sentinel（替代 Hystrix，功能更强大）。

3. 实战一：服务注册与发现（Nacos）

3.1 搭建 Nacos 服务端

下载并启动 Nacos：

wget https://github.com/alibaba/nacos/releases/download/2.2.3/nacos-server-2.2.3.tar.gz
tar -zxvf nacos-server-2.2.3.tar.gz
cd nacos/bin
sh startup.sh -m standalone  # 单机模式

访问 http://localhost:8848/nacos，默认账号：nacos，密码：nacos。

3.2 创建微服务模块

订单服务（order-service）：

<!-- pom.xml 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    <version>2022.0.0.0</version>
</dependency>

# application.yml
spring:
  application:
    name: order-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

用户服务（user-service）：
重复上述步骤，修改 spring.application.name 为 user-service。
验证服务注册：
- 访问 Nacos 控制台，查看服务列表中的 order-service 和 user-service。

4. 实战二：声明式服务调用（OpenFeign）

4.1 实现服务间通信

在订单服务中引入 OpenFeign：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

创建 Feign 客户端接口：

@FeignClient(name = "user-service")
public interface UserClient {
    @GetMapping("/users/{id}")
    User getUser(@PathVariable Long id);
}

启用 Feign 并调用服务：

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
public class OrderApplication { ... }

@RestController
public class OrderController {
    @Autowired
    private UserClient userClient;

    @GetMapping("/orders/{userId}")
    public Order getOrder(@PathVariable Long userId) {
        User user = userClient.getUser(userId);
        return new Order(1L, user.getId(), "已支付");
    }
}

4.2 负载均衡与重试

默认负载均衡：通过 @LoadBalanced 注解的 RestTemplate 或 Feign 集成 Ribbon。

自定义重试策略：

# application.yml
spring:
  cloud:
    loadbalancer:
      retry:
        enabled: true
        max-retries-on-next-server: 2
        max-retries-on-same-server: 0

5. 实战三：动态配置管理（Nacos Config）

5.1 集中化配置

添加配置中心依赖：

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

创建配置文件：
- 在 Nacos 控制台新建 Data ID：order-service-dev.yml，Group：DEFAULT_GROUP，内容：
```
logging:
  level:
    root: INFO
order:
  maxItems: 100
```

客户端配置：

# bootstrap.yml
spring:
  application:
    name: order-service
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      config:
        server-addr: localhost:8848
        file-extension: yml

动态刷新配置：

@RefreshScope
@RestController
public class ConfigController {
    @Value("${order.maxItems}")
    private int maxItems;

    @GetMapping("/config/maxItems")
    public int getMaxItems() {
        return maxItems;
    }
}

6. 实战四：API 网关（Spring Cloud Gateway）

6.1 创建网关服务

引入依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>

配置路由规则：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user-service
          uri: lb://user-service
          predicates:
            - Path=/api/users/**
          filters:
            - StripPrefix=1

全局过滤器（鉴权示例）：

@Component
public class AuthFilter implements GlobalFilter {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        String token = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("Authorization");
        if (token == null) {
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }
        return chain.filter(exchange);
    }
}

7. 实战五：熔断与限流（Sentinel）

7.1 集成 Sentinel

添加依赖：

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

定义流控规则：

@PostConstruct
public void initFlowRules() {
    List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
    FlowRule rule = new FlowRule();
    rule.setResource("getUser");
    rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    rule.setCount(10); // 每秒最大请求数
    rules.add(rule);
    FlowRuleManager.loadRules(rules);
}

熔断降级处理：

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

@Component
public class UserFallback implements UserClient {
    @Override
    public User getUser(Long id) {
        return new User(-1L, "默认用户");
    }
}

8. 高级实战：分布式链路追踪（Sleuth + Zipkin）

8.1 集成 Sleuth

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
</dependency>

8.2 部署 Zipkin 服务端

docker run -d -p 9411:9411 openzipkin/zipkin

8.3 客户端配置

spring:
  zipkin:
    base-url: http://localhost:9411
  sleuth:
    sampler:
      probability: 1.0 # 采样率 100%

9. 项目结构示例

microservices/
├── api-gateway          # 网关服务
├── config-server        # 配置中心（可选）
├── order-service        # 订单服务
├── user-service         # 用户服务
└── common               # 公共模块（DTO、工具类）