微服务学习——微服务

news2025/1/11 14:48:44

认识微服务

单体架构

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。

  • 优点:

    • 架构简单
    • 部署成本低

  • 缺点:

    • 耦合度高

分布式架构

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:

    • 降低服务耦合
    • 有利于服务升级拓展

  • 分布式架构的要考虑的问题:

    • 服务拆分粒度如何?
    • 服务集群地址如何维护?
    • 服务之间如何实现远程调用?
    • 服务健康状态如何感知?

微服务

微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案，微服务架构特征:

  • 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

微服务结构

微服务这种方案需要技术框架来落地，全球的互联网公司都在积极尝试自己的微服务落地技术。在国内最知名的就是SpringCloud和阿里巴巴的Dubbo。

微服务技术对比

DubboSpringcloudSpringcloudAlibaba
注册中心zookeeper、RedisEureka、ConsulNacos、Eureka
服务远程调用Dubbo协议Feign (http协议)Dubbo、Feign
配置中心无SpringcloudConfigSpringCloudConfig、Nacos
服务网关无SpringCloudGateway、ZuulSpringCloudGateway、Zuul
服务监控和保护dubbo-admin，功能弱HystrixSentinel

企业需求

SpringCloud + Feign

  • 使用SpringCloud技术栈
  • 使用SpringCloudAlibaba技术栈
  • 服务接口采用Restful风格

SpringCloudAlibaba+Feign

  • 使用SpringCloudAlibaba技术栈

  • 服务接口采用Restful风格

  • 服务调用采用Feign方式

SpringCloudAlibaba+Dubbo

  • 使用SpringCloudAlibaba技术栈
  • 服务接口采用Dubbo协议标准
  • 服务调用采用Dubbo方式

Dubbo原始模式

  • 基于Dubbo老旧技术体系
  • 服务接口采用Dubbo协议标准
  • 服务调用采用Dubbo方式

SpringCloud

  • SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。官网地址: https://spring.io/projects/spring-cloud。
  • 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。

服务拆分及远程调用

服务拆分注意事项

  1. 不同微服务，不要重复开发相同业务
  2. 微服务数据独立，不要访问其它微服务的数据库
  3. 微服务可以将自己的业务暴露为接口，供其它微服务调用

微服务远程调用-查询订单

  • 基于RestTemplate发起的http请求实现远程调用
  • http请求做远程调用是与语言无关的调用，只要知道对方的ip、端口、接口路径、请求参数即可。

步骤

  1. 注册RestTemplate

    在order-service的OrderApplication中注册RestTemplate

    @MapperScan ("cn.itcast.order.mapper")
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {
    public static void main(String[] args) {
    	SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
    }
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){
    	return new RestTemplate(;
    }
}

  2. 服务远程调用RestTemplate

    修改order-service中的OrderService的queryOrderByld方法:

    @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发送http请求,查询用户
    String url = "http://localhost:8081/user/"+order.getUserId();
    User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
    // 3.封装User到Order
    order.setUser(user);
    // 4.返回
    return order;
}

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其实是相对的

一个服务可以同时是服务提供者和服务消费者

Eureka注册中心

服务调用出现的问题

  • 服务消费者该如何获取服务提供者的地址信息?
  • 如果有多个服务提供者，消费者该如何选择?
  • 消费者如何得知服务提供者的健康状态?

eureka的作用

1

  • 消费者该如何获取服务提供者具体信息?
    • 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30秒向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

搭建EurekaServer

搭建EurekaServer服务步骤如下:

  1. 创建项目，引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-server的依赖

    <!--eureka服务端-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>
    • 此处无需版本信息，父工程中的spring-cloud-dependencies已经管理好了版本

  2. 编写启动类，添加@EnableEurekaServer注解

    @SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);
    }
}

  3. 添加application.yml文件，编写下面的配置:

    server:
  port: 10086 # 服务端口
spring:
  application:
    name: eurekaserver # eureka的服务名称
eureka:
  client:
    service-url:  # eureka的地址信息
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

注册user-service

将user-service服务注册到EurekaServer步骤如下:

  1. 在user-service项目引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-client的依赖

    <!--eureka客户端依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

  2. 在application.yml文件，编写下面的配置:

    eureka:
  client:
    service-url: # eureka的地址信息
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
spring:
  application:
    name: userservice # user服务的服务名称

另外，我们可以将user-service多次启动，模拟多实例部署，但为了避免端口冲突，需要修改端口设置：

2.1

2.2

2.3

-D表示参数，server.port相当重写配置文件的端口号

2.4

在order-service完成服务拉取

服务拉取是基于服务名称获取服务列表，然后在对服务列表做负载均衡

  1. 修改OrderService的代码，修改访问的url路径，用服务名代替ip、端口:

    String url = "http://userservice/user/"+order.getUserId();

  2. 在order-service项目的启动类OrderApplication中的RestTemplate添加负载均衡注解:

    /**
 * 创建RestTemplate并注入Spring容器
 */
@Bean
@LoadBalanced//负载均衡
public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}

Ribbon负载均衡

负载均衡流程

3

IRule接口决定了负载均衡的具体实现

4

Ribbon的负载均衡规则是一个叫做IRule的接口来定义的，每一个子接口都是一种规则:

5

负载均衡策略

6

通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则，有两种方式:

  1. 代码方式:在order-service中的OrderApplication类中，定义一个新的IRule（针对所有服务）:

    @Bean
public IRule randomRule(){
	return new RandomRule();
}

  2. 配置文件方式:在order-service的application.yml文件中，添加新的配置也可以修改规则（针对指定服务）:

userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则

饥饿加载

Ribbon默认是采用懒加载，即第一次访问时才会去创建LoadBalanceClient，请求时间会很长。

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，通过下面配置开启饥饿加载:

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true # 开启饥饿加载
      clients: userservice # 指定对userservice这个服务饥饿加载

Nacos注册中心

认识Nacos

Nacos是阿里巴巴的产品，现在是SpringCloud中的一个组件。相比Eureka功能更加丰富，在国内受欢迎程度较高。

Nacos服务搭建

  1. 下载安装包
  2. 解压
  3. 在bin目录下运行指令: startup.cmd -m standalone

nacos

服务注册到Nacos

  1. 在cloud-demo父工程中添加spring-cloud-alilbaba的管理依赖:

    <!--nacos的管理依赖-->
<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>

  2. 注释掉order-service和user-service中原有的eureka依赖。

  3. 添加nacos的客户端依赖:

    <!-- nacos客户端依赖包 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

  4. 修改user-service&order-service中的application.yml文件，注释eureka地址，添加nacos地址:

    spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos服务地址

  5. 启动并测试:

7

Nacos服务分级存储模型

服务跨集群调用问题

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

  1. 一级是服务，例如userservice

  2. 二级是集群，例如杭州或上海

  3. 三级是实例，例如杭州机房的某台部署了userservice的服务器

8

服务集群属性

  1. 修改application.yml，添加如下内容:

    spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        cluster-name: HZ # 配置集群名称，也就是机房位置,例如:HZ，杭州

  2. 在Nacos控制台可以看到集群变化:

9

根据集群负载均衡

  1. 修改order-service中的application.yml，设置集群为HZ:

    spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos服务地址
      discovery:
        cluster-name: HZ

  2. 然后在order-service中设置负载均衡的IRule为NacosRule，这个规则优先会寻找与自己同集群的服务:

    userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则：按集群

  3. 注意将user-service的权重都设置为1

  • NacosRule负载均衡策略
  1. 优先选择同集群服务实例列表
  2. 本地集群找不到提供者，才去其它集群寻找，并且会
    报警告
  3. 确定了可用实例列表后，再采用随机负载均衡挑选实
    例

根据权重负载均衡

实际部署中会出现这样的场景:

  • 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

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

  1. 在Nacos控制台可以设置实例的权重值，首先选中实例后面的编辑按钮

10.1

  1. 将权重设置为0.1，测试可以发现8081被访问到的频率大大降低

10.2

  • 实例的权重控制
  1. Nacos控制台可以设置实例的权重值，0~1之间
  2. 同集群内的多个实例，权重越高被访问的频率越高
  3. 权重设置为0则完全不会被访问

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

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

  1. 在Nacos控制台可以创建namespace，用来隔离不同环境

  2. 然后填写一个新的命名空间信息

  3. 保存后会在控制台看到这个命名空间的id

  4. 修改order-service的application.yml，添加namespace:

    spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos服务地址
      discovery:
        cluster-name: HZ
        namespace: c9627b99-a0b6-450e-bf6f-5dfa54c23e75

  5. 此时访问order-service，因为namespace不同，会导致找不到userservice，控制
    台会报错

Nacos注册中心原理

nacos注册中心细节分析

11

临时实例和非临时实例

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 # 是否是临时实例
  • Nacos与eureka的共同点
    1. 都支持服务注册和服务拉取
    2. 都支持服务提供者心跳方式做健康检测
  • Nacos与Eureka的区别
    1. 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
    2. 临时实例心跳不正常会被剔除，非临时实例则不会被剔除
    3. 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
    4. 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

CAP理论/特性

C：Consistance：一致性；A：Availability：可用性；P：Partion Tolerance分区容错性

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