Spring Cloud 核心組件——注冊中心

1. 什么是微服務的注冊中心

注冊中心：服務管理，核心是有個服務注冊表，心跳機制動態維護。

為什么要用？

微服務應用和機器越來越多，調用方需要知道接口的網絡地址，如果靠配置文件的方式去控制網絡地址，對於動態新增機器，維護帶來很大問題。

主流的注冊中心：Zookeeper、Eureka、Consul、ETCD 等。

 

服務提供者 Provider：啟動的時候向注冊中心上報自己的網絡信息。

服務消費者 Consumer：啟動的時候向注冊中心上報自己的網絡信息，拉取 Provider 的相關網絡信息。

 

2. 分布式應用知識CAP理論知識

CAP定理：指的是在一個分布式系統中，Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition Tolerance（分區容錯性），三者不可同時獲得。

一致性（C）：在分布式系統中的所有數據備份，在同一時刻是否同樣的值。（所有節點在同一時間的數據完全一致，越多節點，數據同步越耗時）

可用性（A）：負載過大后，集群整體是否還能響應客戶端的讀寫請求。（服務一直可用，而且是正常響應時間）

分區容錯性（P）：分區容忍性，就是高可用性，一個節點崩了，並不影響其它的節點。（100個節點，掛了幾個，不影響服務，越多機器越好）

CAP理論就是說在分布式存儲系統中，最多只能實現上面的兩點。而由於當前的網絡硬件肯定會出現延遲丟包等問題，所以分區容忍性是我們必須需要實現的。所以我們只能在一致性和可用性之間進行權衡。

原因：

CA 滿足的情況下，P 不能滿足的原因：數據同步(C)需要時間，也要正常的時間內響應(A)，那么機器數量就要少，所以P就不滿足。

CP 滿足的情況下，A 不能滿足的原因：數據同步(C)需要時間,，機器數量也多(P)，但是同步數據需要時間，所以不能再正常時間內響應，所以A就不滿足。

AP 滿足的情況下，C不能滿足的原因：機器數量也多(P)，正常的時間內響應(A)，那么數據就不能及時同步到其他節點，所以C不滿足。

注冊中心選擇：

Zookeeper：CP 設計，保證了一致性，集群搭建的時候，某個節點失效，則會進行選舉行的 leader，或者半數以上節點不可用，則無法提供服務，因此可用性沒法滿足。

Eureka：AP 原則，無主從節點，一個節點掛了，自動切換其他節點可以使用，去中心化。

結論：

分布式系統中P，肯定要滿足，所以只能在 C 和 A 中二選一。沒有最好的選擇，最好的選擇是根據業務場景來進行架構設計，如果要求一致性，則選擇 Zookeeper，如金融行業；如果要去可用性，則 Eureka，如電商系統。

 

Eureka 原理圖：

Spring Cloud 體系官方地址：http://projects.spring.io/spring-cloud/

參考：

https://www.jianshu.com/p/d32ae141f680
https://blog.csdn.net/zjcjava/article/details/78608892

 

3. 使用 IDEA 搭建 Eureka 服務中心 Server 端並啟動

官方文檔：http://cloud.spring.io/spring-cloud-netflix/single/spring-cloud-netflix.html#spring-cloud-eureka-server

第一步：創建項目

和創建普通的 Spring Boot 項目是一樣的，只是需要選擇下圖所示依賴

第二步：添加注解 @EnableEurekaServer

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

第三步：增加配置 application.yml（其實可以使用 application.properties，但官網上使用 yml，這里我們照抄官網）

server:
  port: 8761

eureka:
  instance:
    hostname: localhost
  client:
    registerWithEureka: false
    fetchRegistry: false
    serviceUrl:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/

第四步：訪問注冊中心頁面

使用 http://localhost:8761/ 訪問注冊中心頁面，這個地址按照配置文件中的來，這里注意下，按照配置文件說的，訪問地址為：http://localhost:8761/eureka/

但不同版本，可能不一樣，我所使用的版本是 Greenwich，它就不能添加 /eureka/ 否則會報 404 錯誤

 

Eureka 管理后台出現一串紅色字體：EMERGENCY! EUREKA MAY BE INCORRECTLY CLAIMING INSTANCES ARE UP WHEN THEY'RE NOT. RENEWALS ARE LESSER THAN THRESHOLD AND HENCE THE INSTANCES ARE NOT BEING EXPIRED JUST TO BE SAFE.

這個是警告，說明有服務上線率低。

關閉檢查方法：Eureka 服務端配置文件加入

server:
  enable-self-preservation: false

注意：自我保護模式禁止關閉，默認是開啟狀態 true

 

4. 創建商品服務，並將服務注冊到注冊中心

第一步：創建一個 Spring Boot 應用，增加服務注冊和發現依賴

第二步：模擬商品信息，存儲在內存中

第三步：開發商品列表接口，商品詳情接口

第四步：配置文件加入注冊中心地址

server:
  port: 8771


#指定注冊中心地址
eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

#服務的名稱
spring:
  application:
    name: product-service

我們可以用當前項目啟動多個實例，參考教程：https://blog.csdn.net/zhou520yue520/article/details/81167841

啟動后，我們可以登錄下訪問注冊中心頁面，看到如下效果：

為什么只加一個注冊中心地址，就可以注冊？

官網解釋：By having spring-cloud-starter-netflix-eureka-client on the classpath, your application automatically registers with the Eureka Server.（也就是說，這樣 Jar 包在類路徑上，就可以自動識別）

 

5.常用的服務間的調用方式

RPC：遠程過程調用，像調用本地服務(方法)一樣調用服務器的服務。支持同步、異步調用。客戶端和服務器之間建立 TCP 連接，可以一次建立一個，也可以多個調用復用一次鏈接。PRC 數據包小。

Rest：Http 請求，支持多種協議和功能。開發方便成本低。Http 數據包大。類似 HttpClient，URLConnection。

 

6.訂單服務調用商品服務獲取商品信息

第一步：創建 order_service 項目

注意：調用方需要引入 Ribbon 依賴

第二步：使用 Ribbon（類似 HTTPClient，URLConnection）

啟動類增加注解

@Bean
@LoadBalanced public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}

第三步：開發偽下單接口

第四步：根據名稱進行調用商品，獲取商品詳情

注意：紅字標識的就是上面商品服務的 spring.application.name

@Service
public class ProductOrderServiceImpl implements ProductOrderService {


    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Override
    public ProductOrder save(int userId, int productId) {

        Object obj = restTemplate.getForObject("http://product-service/api/v1/product/find?id="+productId, Object.class);

        System.out.println(obj);

        ProductOrder productOrder = new ProductOrder();
        productOrder.setCreateTime(new Date());
        productOrder.setUserId(userId);
        productOrder.setTradeNo(UUID.randomUUID().toString());

        return productOrder;
    }
}

當我們用請求多次訪問時，可以從控制台看到端口號的不同，說明這是從不同端口的應用返回的數據

商品服務的 Controller 如下：

@RestController
@RequestMapping("/api/v1/product")
public class ProductController {

    @Value("${server.port}")
    private String port;

    @Autowired
    private ProductService productService;

    /**
     * 獲取所有商品列表
     * @return
     */
    @RequestMapping("list")
    public Object list(){
        return productService.listProduct();
    }

    /**
     * 根據id查找商品詳情
     * @param id
     * @return
     */
    @RequestMapping("find")
    public Object findById(int id){

        Product product = productService.findById(id);

        Product result = new Product();
        BeanUtils.copyProperties(product,result);
        result.setName( result.getName() + " data from port="+port );
        return result;
    }
}

我們還可以通過另一種調用方式進行調用

//調用方式二
ServiceInstance instance = loadBalancer.choose("product-service");
String url = String.format("http://%s:%s/api/v1/product/find?id="+productId, instance.getHost(),instance.getPort());
RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
Object obj = restTemplate.getForObject(url, Object.class);
//Map<String,Object> productMap = restTemplate.getForObject(url, Map.class);

調用原理：

1）首先從注冊中心獲取 Provider 的列表

2）通過一定的策略選擇其中一個節點

3）再返回給 restTemplate 調用

我們也可以自定義負載均衡策略，官網說明：https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/spring-cloud-netflix/2.2.0.M3/reference/html/#customizing-the-ribbon-client-by-setting-properties

server:
  port: 8781


#指定注冊中心地址
eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

#服務的名稱
spring:
  application:
    name: order-service

#自定義負載均衡策略 product-service: ribbon: NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

策略選擇：

1）如果每個機器配置一樣，則建議不修改策略 (推薦)

2）如果部分機器配置強，則可以改為 WeightedResponseTimeRule

 

7.使用 Feign 改造訂單服務 

Feign： 偽 RPC 客戶端(本質還是用http)

官方文檔: https://cloud.spring.io/spring-cloud-openfeign/

第一步：加入依賴

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

第二步：啟動類增加 @EnableFeignClients

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

第三步：增加一個接口並使用注解 @FeignClient(name="product-service")

package com.jwen.order_service.service;

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;

/**
 * 商品服務客戶端
 */
@FeignClient(name = "product-service")
public interface ProductClient {
    @GetMapping("/api/v1/product/find")
    String findById(@RequestParam(value = "id") int id);
}

注意點：

1）服務名和 Http 方法必須對應

2）使用 RequestBody，應該使用 @PostMapping

3）多個參數的時候，通過 @RequestParam(value = "id") int id 方式調用

第四步：更改調用方式編碼

package com.jwen.order_service.service.impl;

import com.fasterxml.jackson.databind.JsonNode;
import com.jwen.order_service.domain.ProductOrder;
import com.jwen.order_service.service.ProductClient;
import com.jwen.order_service.service.ProductOrderService;
import com.jwen.order_service.utils.JsonUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.Date;
import java.util.UUID;

@Service
public class ProductOrderServiceImpl implements ProductOrderService {
    @Autowired
    private ProductClient productClient;

    @Override
    public ProductOrder save(int userId, int productId) {
        String response = productClient.findById(productId);
        JsonNode jsonNode = JsonUtils.str2JsonNode(response);

        ProductOrder productOrder = new ProductOrder();
        productOrder.setCreateTime(new Date());
        productOrder.setUserId(userId);
        productOrder.setTradeNo(UUID.randomUUID().toString());
        productOrder.setProductName(jsonNode.get("name").toString());
        productOrder.setPrice(Integer.parseInt(jsonNode.get("price").toString()));
        return productOrder;
    }
}

JsonUtils 工具類的代碼

package com.jwen.order_service.utils;

import com.fasterxml.jackson.databind.JsonNode;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

import java.io.IOException;

/**
 * json工具類
 */
public class JsonUtils {
    private static final ObjectMapper objectMappper = new ObjectMapper();
    /**
     * json字符串轉JsonNode對象的方法
     */
    public static JsonNode str2JsonNode(String str){
        try {
            return  objectMappper.readTree(str);
        } catch (IOException e) {
            return null;
        }
    }
}

Ribbon 和 Feign 兩個之間，應該選擇 Feign。Feign 默認集成了 Ribbon。寫起來更加思路清晰和方便。采用注解方式進行配置，配置熔斷等方式方便

超時配置

#修改調用超時時間
feign:
  client:
    config:
      default:
        connectTimeout: 5000
        readTimeout: 5000

模擬接口響應慢，線程睡眠新的方式

try {
    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}