1. 微服務架構
系統架構的演變從單應用，到根據每個模塊垂直拆分，到分布式服務，SOA，到目前進化成了微服務形態。
微服務的特點
- 單一職責：微服務中每一個服務都對應唯一的業務能力，做到單一職責
- 微：微服務的服務拆分粒度很小，例如一個用戶管理就可以作為一個服務。每個服務雖小，但“五臟俱全”。
- 面向服務：面向服務是說每個服務都要對外暴露服務接口API。並不關心服務的技術實現，做到與平台和語言無關，也不限定用什么技術實現，只要提供Rest的接口即可。
- 自治：自治是說服務間互相獨立，互不干擾
- 團隊獨立：每個服務都是一個獨立的開發團隊，人數不能過多。
- 技術獨立：因為是面向服務，提供Rest接口，使用什么技術沒有別人干涉
- 前后端分離：采用前后端分離開發，提供統一Rest接口，后端不用再為PC、移動段開發不同接口
- 數據庫分離：每個服務都使用自己的數據源
- 部署獨立，服務間雖然有調用，但要做到服務重啟不影響其它服務。有利於持續集成和持續交付。每個服務都是獨立的組件，可復用，可替換，降低耦合，易維護
2. 遠程調用方式
2.1 RPC/RMI
RPC：Remote Produce Call遠程過程調用，類似的還有RMI。自定義數據格式，基於原生TCP通信，速度快，效率高。早期的webservice，現在熱門的dubbo，都是RPC的典型
2.2 Http
Http：http其實是一種網絡傳輸協議，基於TCP，規定了數據傳輸的格式。現在客戶端瀏覽器與服務端通信基本都是采用Http協議。也可以用來進行遠程服務調用。缺點是消息封裝臃腫。
2.3 如何選擇
既然兩種方式都可以實現遠程調用，我們該如何選擇呢？
- 速度來看，RPC要比http更快，雖然底層都是TCP，但是http協議的信息往往比較臃腫，不過可以采用gzip壓縮。
- 難度來看，RPC實現較為復雜，http相對比較簡單
- 靈活性來看，http更勝一籌，因為它不關心實現細節，跨平台、跨語言。RPC方式需要在API層面進行封裝，限制了開發的語言環境。
因此，兩者都有不同的使用場景：
- 如果對效率要求更高，並且開發過程使用統一的技術棧，那么用RPC還是不錯的。
- 如果需要更加靈活，跨語言、跨平台，顯然http更合適
微服務，更加強調的是獨立、自治、靈活。而RPC方式的限制較多，因此微服務框架中，一般都會采用基於Http的Rest風格服務。
3. Http客戶端工具
可以使用一些流行的開源Http客戶端工具請求Rest接口
- HttpClient
- OKHttp
- URLConnection
3.1 RestTemplate
使用Http客戶端工具請求Rest接口，得到數據后反序列化成對象。這樣做比較麻煩，Spring提供了一個RestTemplate模版工具類，對Http客戶端進行了封裝（默認使用URLConnection），實現了對象和Json的序列化和反序列化，方便得很。下面搭建一個Spring Boot工程，同時演示RestTemplate如何使用。
4. Spring Boot 搭建項目
微服務的一個重要特點是每個服務都是一個可以獨立運行的項目，要是按照以前的SSM的搭建方式，無法做到服務的快速搭建和部署。於是Spring Boot應運而生，它的理念就是約定大於配置，你選好模塊，自動幫你搭建好環境，非常便捷。
接下來用Spring Boot搭建兩個簡單的用戶微服務：user-service和user-consume，實現的功能是：user-consume使用RestTemplate調用user-service服務。
具體參考這篇筆記(子文章)SPRING BOOT搭建兩個微服務模塊
5. Spring Cloud簡介
Spring Cloud是實現微服務架構的技術。它集成了Netflix公司的一些微服務組件。(如果你不知道這家公司，那你肯定不愛看美劇。)
Netflix微服務架構圖
- Eureka：注冊中心
- Zuul：服務網關
- Ribbon：負載均衡
- Feign：服務調用
- Hystix：熔斷器
6. 微服務場景模擬
在第四節我們已經搭建好了user-service和user-consume兩個微服務。
consume使用RestTemplate調用service提供的rest接口，獲得json數據，反序列化成User對象返回到前台。其中存在着一些問題：
- consume中調用的rest接口的地址是硬編碼的，不方便維護。
- 如果service的rest接口變更或關閉了，consume並不知情，最終什么都得不到。
- service只有1台，一旦宕機，整個服務就不可用了。如果擴展多台，那consume又要自己考慮負載均衡。
接下來介紹的幾個組件就是為解決這些問題而生的。
7. Eureka注冊中心
7.1 簡介
Eureka負責微服務的管理。
如果一個項目有數十個微服務，調用者想要自己找到一個適合的，可用的微服務是很麻煩的一件事。
就比如你想要坐車出門，自己上街攔出租車就很麻煩，要么司機拒載，要么車里已經有人了，要么干脆就沒有車來...后來就出現了滴滴，做為一個網約車的“注冊中心”，可以為你分配離你最近的空閑出租車。
Eureka就好比是滴滴，負責管理、記錄服務提供者的信息。服務調用者無需自己尋找服務，而是把自己的需求告訴Eureka，然后Eureka會把符合你需求的服務告訴你。
同時，服務提供方與Eureka之間通過“心跳”機制進行監控，當某個服務提供方出現問題，Eureka自然會把它從服務列表中剔除。
這就實現了服務的自動注冊、發現、狀態監控。
7.2 原理圖
- EurekaServer：注冊中心，可以是多個Eureka的集群，對外暴露自己的地址。
- 服務提供者：啟動后在注冊中心中注冊，成功后定期使用http方法向注冊中心發送心跳包，表明自己還活着。
- 客戶端消費者：向注冊中心訂閱服務。注冊中心會向消費者發送合適的服務提供者列表，並且定期更新。需要使用某個服務時，可以從列表中找到並調用。
7.3 搭建注冊中心
搭建過程和第4節說的一樣，注意選擇Eureka模塊即可。
7.3.1 代碼和配置文件
- 啟動類
@EnableEurekaServer注解表示這是一個注冊中心
@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class EurekaApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);
}
}
- 配置文件
現在我們只啟動一個eureka作為注冊中心。
這是Spring官方文檔中的Standalone Eureka Server的建議配置。
注意eureka下的client配置，這個配置意思是eureka應用作為一個客戶端，對注冊中心的動作。
其中service-url的配置必須要填寫，內容是注冊中心的地址，如果有多個，逗號隔開。
defaultZone路徑后面必須加上/eureka后綴，別問我為啥。
server:
port: 10086 # 端口
spring:
application:
name: eureka-server # 應用名稱，會在Eureka中顯示
eureka:
client:
register-with-eureka: false # 是否注冊自己的信息到EurekaServer，默認是true
fetch-registry: false # 是否拉取服務列表，默認是true
service-url: # EurekaServer的地址，現在是自己的地址，如果是集群，需要加上其它Server的地址。
defaultZone: http://127.0.0.1:${server.port}/eureka
訪問http://localhost:10086即可看到注冊中心的內容，eureka只有一個，服務列表為空：
7.4 將user-service注冊到eureka
7.4.1 添加依賴
eureka客戶端依賴
<!-- Eureka客戶端 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
Spring Cloud的依賴，注意我這里的版本是Greenwich.SR1
<!-- SpringCloud的依賴 -->
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Greenwich.SR1</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>
<!-- Spring的倉庫地址 -->
<repositories>
<repository>
<id>spring-milestones</id>
<name>Spring Milestones</name>
<url>https://repo.spring.io/milestone</url>
<snapshots>
<enabled>false</enabled>
</snapshots>
</repository>
</repositories>
7.4.2 開啟EurekaClient功能
添加@EnableDiscoveryClient注解
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient // 開啟EurekaClient功能
public class UserServiceApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(UserServiceApplication.class, args);
}
}
7.4.3 配置eureka客戶端屬性
server:
port: 8081
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/XXXXX?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
username: XXXXX
password: XXXXX
hikari:
maximum-pool-size: 20
minimum-idle: 10
application:
name: user-service # 應用名稱
mybatis:
type-aliases-package: com.vplus.demo.userservice.pojo
eureka:
client:
service-url: # EurekaServer地址
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
instance:
prefer-ip-address: true # 當調用getHostname獲取實例的hostname時，返回ip而不是host名稱
ip-address: 127.0.0.1 # 指定自己的ip信息，不指定的話會自己尋找
7.4.4 效果
7.5 user-consume從eureka中獲取服務
7.5.1 添加依賴
同上7.4.1
7.5.2 開啟EurekaClient功能
同上7.4.2
7.5.3 配置eureka客戶端屬性
server:
port: 8082
spring:
application:
name: user-consume # 應用名稱
eureka:
client:
service-url: # EurekaServer地址
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
instance:
prefer-ip-address: true # 當其它服務獲取地址時提供ip而不是hostname
ip-address: 127.0.0.1 # 指定自己的ip信息，不指定的話會自己尋找
7.5.4 修改UserService
- 之前是調用UserDao，UserDao使用
RestTemplate請求遠程接口得到數據。 - 現在我們在service層，從eureka中拉取服務列表，得到接口地址后請求數據。
@Service
public class UserService {
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
@Autowired
private DiscoveryClient discoveryClient;// Eureka客戶端，可以獲取到服務實例信息
public List<User> queryUserByIds(List<Long> ids) {
List<User> users = new ArrayList<>();
// String baseUrl = "http://localhost:8081/user/";
// 根據服務名稱，獲取服務實例
List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("user-service");
// 因為只有一個UserService,因此我們直接get(0)獲取
ServiceInstance instance = instances.get(0);
// 獲取ip和端口信息
String baseUrl = "http://"+instance.getHost() + ":" + instance.getPort()+"/user/";
ids.forEach(id -> {
// 我們測試多次查詢，
users.add(this.restTemplate.getForObject(baseUrl + id, User.class));
// 每次間隔500毫秒
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
return users;
}
}
7.6 eureka集群
7.6.1 搭建集群
Eureka可以集群搭建形成高可用的注冊中心。多個Eureka Server之間也會互相注冊為服務，當服務提供者注冊到Eureka Server集群中的某個節點時，該節點會把服務的信息同步給集群中的每個節點，從而實現數據同步。因此，無論客戶端訪問到Eureka Server集群中的任意一個節點，都可以獲取到完整的服務列表信息。
我們要兩個Eureka，端口號分別是10086、10087
可以使用Idea的啟動器復制功能復制eureka的啟動器。
將應用A的啟動器復制出一個A2，A啟動后，修改配置再啟動A2，這樣我們就可以得到兩個配置不同的應用了。
先把原來的eureka配置信息改為
server:
port: 10086 # 端口
spring:
application:
name: eureka-server # 應用名稱，會在Eureka中顯示
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://127.0.0.1:10087/eureka
啟動EurekaApplication，啟動起來后再將配置改為
server:
port: 10087 # 端口
spring:
application:
name: eureka-server # 應用名稱，會在Eureka中顯示
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
再啟動EurekaApplication2，此時兩個注冊中心就形成了集群。
兩個eureka相互注冊，10086的defaultZone的url地址的端口號為10087，注意這一點。
再將兩個客戶端的Eureka相關配置改為
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka,http://127.0.0.1:10087/eureka
訪問http://localhost:10086和http://localhost:10087都可以看到效果：
7.7 Eureka相關配置
7.7.1 服務提供者
服務提供者主要做兩個動作：服務注冊和服務續約
- 服務注冊的對應配置,true表示服務啟動后會向注冊中心發送注冊請求，默認就是開着的。
eureka
client
register-with-erueka: true
- 服務續約的對應配置，這些都是默認值
eureka:
instance:
#服務失效時間，默認值90秒
lease-expiration-duration-in-seconds: 90
#服務續約(renew)的間隔，默認為30秒
lease-renewal-interval-in-seconds: 30
默認情況下每個30秒服務會向注冊中心發送一次心跳，證明自己還活着。如果超過90秒沒有發送心跳，EurekaServer就會認為該服務宕機，會從服務列表中移除，注意，這是服務提供者告訴注冊中心：我每30秒續約一次，90秒沒有續約，就表示我失效了,是配置在服務提供者上的，不是配置在注冊中心上的。
我實驗的時候，關閉一個服務，eureka幾乎是瞬間就知道服務down了
試了好幾次都是這樣，可能我的關閉動作出發了什么東西吧，時間有限，先不管這個問題，留個坑將來看。
后來我注意到服務關閉后會輸出一句：Unregistering ...，推測服務正常關閉時會自己通知注冊中心。
- 實例ID名的修改
在頁面上，服務提供者實例ID顯示為：localhost:user-service:8081，
格式為：${hostname} + ${spring.application.name} + ${server.port}，對應配置為
eureka:
instance:
instance-id: ${spring.application.name}:${server.port}
修改后啟動，變成了
7.7.2 服務消費者
消費者需要拉取服務列表，拉取時間間隔默認為30秒1次，對應配置為，如果是開發環境可適當縮小方便開發
eureka:
client:
registry-fetch-interval-seconds: 30
7.7.3 失效剔除和自我保護
-
失效剔除：每個一段時間剔除掉失效的服務，默認為60s，為了方便開發設置為1s。
服務器怎么知道失效了？看看上面服務提供者的配置，注意這幾個配置的聯系。
-
自我保護：生產環境中，由於網絡延遲等原因，失效服務並不一定是真正失效了。如果被標記為失效的服務太多，超過了85%，此時eureka會把這些服務保護起來，先不剔除，保證大多數服務還可用。在開發中將自我保護模式關掉，方便開發。
eureka:
server:
enable-self-preservation: false # 關閉自我保護模式（默認為打開）
eviction-interval-timer-in-ms: 1000 # 掃描失效服務的間隔時間為1s（默認為60s）
8. Robbin負載均衡
8.1 開啟兩個user-service
具體操作參照7.6.1，這里設置兩個service的端口為8080和8081
8.2 開啟負載均衡
注意，是在調用端即consume上開啟負載均衡，Eureka中已經集成了Ribbon，無需引入新的依賴，只需要在調用端的RestTemplate的注冊Bean方法上添加注解：@LoadBalanced即可。這個方法位於UserConsumerApplication里。
@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate() {
return new RestTemplate(new OkHttp3ClientHttpRequestFactory());
}
具體的調用方式也需要修改，將UserService中的queryUserByIds方法修改成這樣。
public List<User> queryUserByIds(List<Long> ids) {
List<User> users = new ArrayList<>();
// 地址直接寫服務名稱即可
String baseUrl = "http://user-service/user/";
ids.forEach(id -> {
// 我們測試多次查詢，
users.add(this.restTemplate.getForObject(baseUrl + id, User.class));
// 每次間隔500毫秒
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
return users;
}
}
8.3 默認負載均衡策略分析
在org.springframework.cloud.client.loadbalancer包里面有一個LoadBalancerInterceptor，它就是實現負載均衡的攔截器。
跟蹤源碼，找到了RibbonLoadBalancerClient,用consume多次請求接口，斷點調試
execute(String serviceId, LoadBalancerRequest<T> request, Object hint)方法：
就是輪詢。
8.4 修改負載均衡策略
一個配置即可修改，有多種配置規則，這里使用隨機規則。
注意格式，是以服務名稱開頭的。
server:
port: 8082
spring:
application:
name: user-consume # 應用名稱
eureka:
client:
service-url: # EurekaServer地址
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka,http://127.0.0.1:10087/eureka
registry-fetch-interval-seconds: 5
instance:
prefer-ip-address: true # 當其它服務獲取地址時提供ip而不是hostname
ip-address: 127.0.0.1 # 指定自己的ip信息，不指定的話會自己尋找
###################################負載均衡配置###############################################
user-service:
ribbon:
NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule
8.5 重試機制
如果有一台服務突然掛掉了，而eureka還來不及將其清除出服務列表，或者消費者拉取的服務列表還有緩存，一旦請求到這台掛掉的服務就會報錯。雖然多次請求后結果也能出來，但體驗非常不好。
Ribbon的重試機制就是解決這個問題的。
引入依賴
<dependency>
<groupId>org.springframework.retry</groupId>
<artifactId>spring-retry</artifactId>
</dependency>
開啟Spring Cloud的重試機制並配置
server:
port: 8082
spring:
application:
name: user-consume # 應用名稱
cloud:
loadbalancer:
retry:
enabled: true # 開啟Spring Cloud的重試功能
eureka:
client:
service-url: # EurekaServer地址
defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka,http://127.0.0.1:10087/eureka
registry-fetch-interval-seconds: 5
instance:
prefer-ip-address: true # 當其它服務獲取地址時提供ip而不是hostname
ip-address: 127.0.0.1 # 指定自己的ip信息，不指定的話會自己尋找
user-service:
ribbon:
ConnectTimeout: 250 # Ribbon的連接超時時間
ReadTimeout: 1000 # Ribbon的數據讀取超時時間
OkToRetryOnAllOperations: true # 是否對所有操作都進行重試
MaxAutoRetriesNextServer: 1 # 切換實例的重試次數
MaxAutoRetries: 1 # 對當前實例的重試次數
就好了。