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14 微服務電商【黑馬樂優商城】：day02-springcloud
0.學習目標
- 了解系統架構的演變
- 了解RPC與Http的區別
- 掌握HttpClient的簡單使用
- 知道什么是SpringCloud
- 獨立搭建Eureka注冊中心
- 獨立配置Robbin負載均衡
1.系統架構演變
隨着互聯網的發展，網站應用的規模不斷擴大。需求的激增，帶來的是技術上的壓力。系統架構也因此也不斷的演進、升級、迭代。
從單一應用，到垂直拆分，到分布式服務，到SOA面向服務，以及現在火熱的微服務架構，還有在Google帶領下來勢洶涌的Service Mesh。
1.1. 集中式架構
當網站流量很小時，只需一個應用，將所有功能都部署在一起，以減少部署節點和成本。此時，用於簡化增刪改查工作量的數據訪問框架(ORM)是影響項目開發的關鍵。
存在的問題：
- 代碼耦合，開發維護困難
- 無法針對不同模塊進行針對性優化
- 無法水平擴展
- 單點容錯率低，並發能力差
1.2.垂直拆分
當訪問量逐漸增大，單一應用無法滿足需求，此時為了應對更高的並發和業務需求，我們根據業務功能對系統進行拆分：
優點：
- 系統拆分實現了流量分擔，解決了並發問題
- 可以針對不同模塊進行優化
- 方便水平擴展，負載均衡，容錯率提高
缺點：
- 系統間相互獨立，會有很多重復開發工作，影響開發效率
1.3.分布式服務
當垂直應用越來越多，應用之間交互不可避免，將核心業務抽取出來，作為獨立的服務，逐漸形成穩定的服務中心，使前端應用能更快速的響應多變的市場需求。此時，用於提高業務復用及整合的分布式調用是關鍵。
優點：
- 將基礎服務進行了抽取，系統間相互調用，提高了代碼復用和開發效率
缺點：
- 系統間耦合度變高，調用關系錯綜復雜，難以維護
1.4.服務治理（SOA）
當服務越來越多，容量的評估，小服務資源的浪費等問題逐漸顯現，此時需增加一個調度中心基於訪問壓力實時管理集群容量，提高集群利用率。此時，用於提高機器利用率的資源調度和治理中心(SOA)是關鍵
以前出現了什么問題？
- 服務越來越多，需要管理每個服務的地址
- 調用關系錯綜復雜，難以理清依賴關系
- 服務過多，服務狀態難以管理，無法根據服務情況動態管理
服務治理要做什么？
- 服務注冊中心，實現服務自動注冊和發現，無需人為記錄服務地址
- 服務自動訂閱，服務列表自動推送，服務調用透明化，無需關心依賴關系
- 動態監控服務狀態監控報告，人為控制服務狀態
缺點：
- 服務間會有依賴關系，一旦某個環節出錯會影響較大
- 服務關系復雜，運維、測試部署困難，不符合DevOps思想
1.5.微服務
前面說的SOA，英文翻譯過來是面向服務。微服務，似乎也是服務，都是對系統進行拆分。因此兩者非常容易混淆，但其實缺有一些差別：
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
微服務結構圖：
2.遠程調用方式
無論是微服務還是SOA，都面臨着服務間的遠程調用。那么服務間的遠程調用方式有哪些呢？
常見的遠程調用方式有以下兩種：
-
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。現在熱門的dubbo，就是RPC的典型。
-
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。
現在熱門的Rest風格，就可以通過http協議來實現。
2.1.認識RPC
RPC，即 Remote Procedure Call（遠程過程調用），是一個計算機通信協議。 該協議允許運行於一台計算機的程序調用另一台計算機的子程序，而程序員無需額外地為這個交互作用編程。說得通俗一點就是：A計算機提供一個服務，B計算機可以像調用本地服務那樣調用A計算機的服務。
通過上面的概念，我們可以知道，實現RPC主要是做到兩點：
- 實現遠程調用其他計算機的服務
- 要實現遠程調用，肯定是通過網絡傳輸數據。A程序提供服務，B程序通過網絡將請求參數傳遞給A，A本地執行后得到結果，再將結果返回給B程序。這里需要關注的有兩點：
- 1）采用何種網絡通訊協議？
- 現在比較流行的RPC框架，都會采用TCP作為底層傳輸協議
- 2）數據傳輸的格式怎樣？
- 兩個程序進行通訊，必須約定好數據傳輸格式。就好比兩個人聊天，要用同一種語言，否則無法溝通。所以，我們必須定義好請求和響應的格式。另外，數據在網路中傳輸需要進行序列化，所以還需要約定統一的序列化的方式。
- 1）采用何種網絡通訊協議？
- 要實現遠程調用，肯定是通過網絡傳輸數據。A程序提供服務，B程序通過網絡將請求參數傳遞給A，A本地執行后得到結果，再將結果返回給B程序。這里需要關注的有兩點：
- 像調用本地服務一樣調用遠程服務
- 如果僅僅是遠程調用，還不算是RPC，因為RPC強調的是過程調用，調用的過程對用戶而言是應該是透明的，用戶不應該關心調用的細節，可以像調用本地服務一樣調用遠程服務。所以RPC一定要對調用的過程進行封裝。
RPC調用流程圖：
2.2.認識Http
Http協議：超文本傳輸協議，是一種應用層協議。規定了網絡傳輸的請求格式、響應格式、資源定位和操作的方式等。但是底層采用什么網絡傳輸協議，並沒有規定，不過現在都是采用TCP協議作為底層傳輸協議。說到這里，大家可能覺得，Http與RPC的遠程調用非常像，都是按照某種規定好的數據格式進行網絡通信，有請求，有響應。沒錯，在這點來看，兩者非常相似，但是還是有一些細微差別。
- RPC並沒有規定數據傳輸格式，這個格式可以任意指定，不同的RPC協議，數據格式不一定相同。
- Http中還定義了資源定位的路徑，RPC中並不需要
- 最重要的一點：RPC需要滿足像調用本地服務一樣調用遠程服務，也就是對調用過程在API層面進行封裝。Http協議沒有這樣的要求，因此請求、響應等細節需要我們自己去實現。
- 優點：RPC方式更加透明，對用戶更方便。Http方式更靈活，沒有規定API和語言，跨語言、跨平台
- 缺點：RPC方式需要在API層面進行封裝，限制了開發的語言環境。
例如我們通過瀏覽器訪問網站，就是通過Http協議。只不過瀏覽器把請求封裝，發起請求以及接收響應，解析響應的事情都幫我們做了。如果是不通過瀏覽器，那么這些事情都需要自己去完成。
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。
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
那么我們該怎么選擇呢？
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
既然微服務選擇了Http，那么我們就需要自己來實現對請求和響應的處理。好在開源世界已經有很多的http客戶端工具，能夠幫助我們做這些事情，例如：
- HttpClient
- OKHttp
- URLConnection
接下來，我們就一起了解一款比較流行的客戶端工具：HttpClient
3.1.HttpClient
3.1.1.介紹
HttpClient是Apache公司的產品，是Http Components下的一個組件。
官網地址：http://hc.apache.org/index.html
特點：
- 基於標准、純凈的Java語言。實現了Http1.0和Http1.1
- 以可擴展的面向對象的結構實現了Http全部的方法（GET, POST, PUT, DELETE, HEAD, OPTIONS, and TRACE）
- 支持HTTPS協議。
- 通過Http代理建立透明的連接。
- 自動處理Set-Cookie中的Cookie。
3.1.2.使用
我們導入課前資料提供的demo工程：《http-demo》
pom.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>com.leyou.demo</groupId> <artifactId>http-demo</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> <packaging>jar</packaging> <name>http-demo</name> <description>Demo project for Spring Boot</description> <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.1.9.RELEASE</version> <relativePath/> <!-- lookup parent from repository --> </parent> <properties> <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding> <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding> <java.version>1.8</java.version> </properties> <dependencies> <!--核心依賴，包括auto-configuration , logging等--> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <!-- springboot測試模塊的起步依賴 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope> </dependency> <!-- http客戶端工具，個性化實現對請求和響應的處理 --> <dependency> <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId> <artifactId>httpclient</artifactId> <version>4.5.10</version> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> </plugin> </plugins> </build> </project>
HttpTests
package com.leyou.httpdemo; import org.apache.http.client.methods.HttpGet; import org.apache.http.impl.client.BasicResponseHandler; import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient; import org.apache.http.impl.client.HttpClients; import org.junit.Before; import org.junit.Test; import java.io.IOException; public class HttpTests { CloseableHttpClient httpClient; @Before //初始化 public void init() { httpClient = HttpClients.createDefault(); } @Test public void testGet() throws IOException { //發起get請求 HttpGet request = new HttpGet("http://www.baidu.com"); String response = this.httpClient.execute(request, new BasicResponseHandler()); System.out.println(response); } @Test public void testPost() throws IOException { //發起Post請求 HttpGet request = new HttpGet("http://www.oschina.net/"); request.setHeader("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/56.0.2924.87 Safari/537.36"); String response = this.httpClient.execute(request, new BasicResponseHandler()); System.out.println(response); } //==========我是一個分割線============// }
3.1.3.Json轉換工具
HttpClient請求數據后是json字符串，需要我們自己把Json字符串反序列化為對象，可以使用JacksonJson工具來實現。
JacksonJson是SpringMVC內置的json處理工具，其中有一個ObjectMapper類，可以方便的實現對json的處理：
對象轉json
// json處理工具 private ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); // 成員變量 @Test public void testJson() throws JsonProcessingException { User user = new User(); // 局部變量 user.setId(8L); user.setAge(21); user.setName("柳岩"); user.setUserName("liuyan"); // 序列化 String json = mapper.writeValueAsString(user); System.out.println("json = " + json); }
結果：
json轉普通對象
// json處理工具：json轉普通對象 private ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); @Test public void testJson() throws IOException { User user = new User(); user.setId(8L); user.setAge(21); user.setName("柳岩"); user.setUserName("liuyan"); // 序列化 String json = mapper.writeValueAsString(user); // 反序列化，接收兩個參數：json數據，反序列化的目標類字節碼 User result = mapper.readValue(json, User.class); System.out.println("result = " + result); }
結果：
json轉集合
json轉集合相對比較麻煩，因為你無法同時把集合的class和元素的class同時傳遞到那一個字節碼參數的位置。
因此Jackson做了一個類型工廠，用來解決這個問題：
// json處理工具：json轉集合 private ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); @Test public void testJson() throws IOException { User user = new User(); user.setId(8L); user.setAge(21); user.setName("柳岩"); user.setUserName("liuyan"); // 序列化,得到對象集合的json字符串 String json = mapper.writeValueAsString(Arrays.asList(user, user)); // 反序列化，接收兩個參數：json數據，反序列化的目標類字節碼 List<User> users = mapper.readValue(json, mapper.getTypeFactory().constructCollectionType(List.class, User.class)); for (User u : users) { System.out.println("u = " + u); } }
json轉任意復雜類型
當對象泛型關系復雜時，類型工廠也不好使了。這個時候Jackson提供了TypeReference來接收類型泛型，然后底層通過反射來獲取泛型上的具體類型。實現數據轉換。
// json轉任意復雜類型 private ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); @Test public void testJson() throws IOException { User user = new User(); user.setId(8L); user.setAge(21); user.setName("柳岩"); user.setUserName("liuyan"); Country country = new Country(); country.setId(2L); country.setCountryname("中國"); country.setCountrycode("+86"); // 序列化,得到對象集合的json字符串 String json = mapper.writeValueAsString(Arrays.asList(user, user)); System.out.println("json = " + json); System.out.println("=============="); // 反序列化，接收兩個參數：json數據，反序列化的目標類字節碼 TypeReference ref = new TypeReference<List<User>>(){}; List<User> users = mapper.readValue(json, ref); for (User u : users) { System.out.println("u = " + u); } }
結果：
3.3.Spring的RestTemplate
Spring提供了一個RestTemplate模板工具類，對基於Http的客戶端進行了封裝，並且實現了對象與json的序列化和反序列化，非常方便。RestTemplate並沒有限定Http的客戶端類型，而是進行了抽象，目前常用的3種都有支持：
- HttpClient
- OkHttp
- JDK原生的URLConnection（默認的）
首先在項目中注冊一個RestTemplate對象，可以在啟動類位置注冊：
@SpringBootApplication public class HttpDemoApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(HttpDemoApplication.class, args); } @Bean public RestTemplate restTemplate() { // 默認的RestTemplate，底層是走JDK的URLConnection方式。 return new RestTemplate(); } }
在測試類中直接@Autowired注入：
import java.io.IOException; import java.util.Arrays; import java.util.List; @RunWith(SpringRunner.class) @SpringBootTest(classes = HttpDemoApplication.class) public class HttpDemoApplicationTests { @Autowired private RestTemplate restTemplate; @Test public void httpGet() { /*通過RestTemplate的getForObject()方法，傳遞url地址及實體類的字節碼， RestTemplate會自動發起請求，接收響應，並且幫我們對響應結果進行反序列化。*/ User user = this.restTemplate.getForObject("http://localhost/hello", User.class); System.out.println(user); } //==============華麗的分割線==================//
學習完了Http客戶端工具，接下來就可以正式學習微服務了。
- 知道什么是SpringCloud
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參考資料：
關於SpringBoot中spring-boot-starter-*起步依賴參考指南
end