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编程小匠人 2024-05-15 14:15:14

文章标签 ot 微服务启动 1024程序员节微服务 ide spring 文章分类 运维

系统架构

单体架构

一个应用打包成一个服务，部署到一个服务器上
适合小项目，维护成本低
问题：代码耦合、迭代困难、扩展受限、阻碍创新、技术债务

分布式架构

按功能拆分系统，拆分为多个应用，分别部署到不同的服务器
一个子项目负责一个功能，功能解耦合
可以为某一模块加集群
问题：有业务的重叠（订单服务、用户管理）

SOA架构（面向服务的架构）

系统整体拆分为服务层和表现层

服务层封装了具体的业务逻辑供表现层调用
表现层则负责处理与页面的交互操作

将重复的代码抽象出来，形成统一的服务供其他系统或者业务模块来进行调用
问题：出现服务集群地址硬编码的问题，需要增加一个注册中心来解决各个服务之间的注册与发现，抽取服务的粒度较大

微服务

在SOA架构的基础上进一步扩展，将其彻底拆分为一个个小的可以独立部署的微服务
隔离性强：服务调用的隔离、容错、避免出现级联问题
面向服务：微服务对外暴露Restful等轻量协议的接口
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
自治：独立打包、部署和升级，小团队的交付周期将缩短，运维成本也将大幅度下降

DubboX框架（服务远程调用）

Dubbo是阿里巴巴公司开源的一个基于Java的高性能RPC（远程调用）框架，后期阿里巴巴停止了该项目的维护，于是当当网在这之上推出了自己的Dubbox。
节点角色说明：
Provider: 暴露服务的服务提供方，服务消费者(controller、jsp、html)
Registry: 服务注册与发现的注册中心，注册中心(zookeeper)
Consumer: 调用远程服务的服务消费方，服务提供者(service、mapper)
Container: 服务运行容器。
Monitor: 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。

Zookeeper(注册中心)

zookeeper负责地址的注册与查找，是服务提供者和服务消费者的注册中心
可以为分布式应用程序协调服务，适合作为Dubbo服务的注册中心
服务提供方(Provider)暴露服务可被服务消费方(Consumer)使用dobbo协议远程调用服务

Ribbon(负载均衡)

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。

负载均衡就是将负载（工作任务，访问请求）进行分摊到多个操作单元（服务器,组件）上进行执行。

在nacos里面已经集成了ribbon的依赖,我们不需要去引入ribbon的依赖
Ribbon默认提供很多种负载均衡算法，例如轮询、随机等等。
在consumer中使用Ribbon

application.yml

server:
  port: 80
spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 192.168.145.131:8848 #nacos注册中心的地址
  application:
    name: ribbon-consumer #注册到nacos的服务名

ConfigBean

@Configuration
public class BeanConfig {
    /**
     * 拦截器
     *  1.通过ribbon-provider-->List<Service>--->使用负载均衡策略返回Service
     *  2.把ribbon-provider换成ip和端口
     */
    @LoadBalanced//开启负载均衡，默认是轮训策略
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

    //随机策略
    @Bean
    public IRule iRule(){
        return new RandomRule();
    }
}

ConsumerController

@RestController
@RequestMapping(value = "/consumer")
public class ConsumerController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    //springcloud提供的发现服务的工具栏
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;
    private int index;

    @RequestMapping("/getUserById/{id}")
    public User getUserById(@PathVariable Integer id){
        //List<ServiceInstance> instanceList = discoveryClient.getInstances("ribbon-provider");

        //随机策略
        //int currentIndex = new Random().nextInt(instanceList.size());

        //轮训策略
        //index = index+1;
        //int currentIndex = index % instanceList.size();

        //ServiceInstance instance = instanceList.get(currentIndex);
        //String url = "http://"+instance.getHost()+":"+instance.getPort()+"/provider/getUserById/"+id;

        String url = "http://ribbon-provider/provider/getUserById/"+id;
        return restTemplate.getForObject(url, User.class);
    }
}

RibbonConsumerApp

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient //开启nacos，允许注册当前服务并发现其他服务
public class RibbonConsumerApp {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(RibbonConsumerApp.class,args);
    }
}

ribbon问题:拼接url和参数显得好傻
使用Feign可以解决url拼接的问题

Nacos(注册中心配置中心)

Nacos(Naming Configuration Sevice)是阿里开源的一个注册中心和配置中心
nacos的启动器

spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config
spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery

具体使用

# 服务提供者：nacos_provider   &&    服务消费者：nacos_consumer
1.pom.xml
	web、nacos-discovery、springcloud_common
2.application.yml
    spring:
       cloud:
         nacos:
            discovery:
                server-addr: 192.168.145.131:8848
    spring:
       application:
         name: nacos-provider
            3、app
                @EnableDiscoveryClient

配置中心——配置隔离
namespace ------------------- 环境：dev、test
group ------------------- 项目名：xx医疗系统、yy物流系统
Dat Id ------------------- 工程名：配置文件名
nacos持久化
原因：nacos自带derby数据库，集群环境下每台nacos的数据不一样
1、修改conf/application.properties
2、建库建表
1.创建nacos库
2.找到conf/nacos-mysql.sql并执行
3、测试
重启nacos，上传配置文件，测试是否把配置文件持久化到mysql
nacos集群搭建

数量：3台
3台原因：投票
投票原因：选leader
选leader原因：同步数据

Nginx(代理服务)

Nginx (engine x) 是一款轻量级的Web 服务器、反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器。

反向代理：是指以代理服务器来接受internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端。总结：反向代理就是代替服务器接受用户的请求，正向代理就是代理服务器代替用户去访问服务器

Nginx特点：反向代理负载均衡动静分离，高并发、高性能、高可靠性、可扩展性好、热部署、BSD许可证

负载均衡：数据流量分摊到多个服务器上执行，多台服务器共同完成工作任务，提高了数据的吞吐量。
6种负载均衡策略

负载均衡策略	说明
轮询	默认
weight	权重方式
ip_hash	依据ip分配方式
least_conn	按连接数
fair	按响应时间
url_hash	依据URL分配

动静分离：将静态的资源放到反向代理服务器,节省用户的访问时间

项目中的作用：在集群时，我们需要指定IP和端口号才能使用Nacos，使用Nginx后可以只使用IP就会自动调用集群中的其中一个

配置nginx代理nacos集群
    vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf：
    upstream nacosList{
        server 192.168.116.131:8848;
        server 192.168.116.131:8849;
        server 192.168.116.131:8850;
    }
    server{
        listen 90;
        server_name localhost;
        location /{
            proxy_pass http://nacosList;
        }
    }

Feign（封装请求负载均衡）

能解决的问题
Ribbon使用RestTemplate调用其它服务的API时，所需要的参数须在请求的URL中进行拼接

RestTemplate:远程调用一个 HTTP 接口，这个类是 Spring 框架提供的一个工具类。

简介
feign是springcloud提供的声明式的http客户端，工作在consumer端
feign支持springmvc注解
feign集成了ribbon也支持负载均衡
feign原理
1、将feign接口扫描到spring容器：
@EnableFeignClients开启feign注解扫描：扫描被@FeignClient标识的接口生成代理类，并把代理类交给spring容器管理；
2、为接口的方法创建RequestTemplate
当consumer调用feign代理类时，代理类会调用SynchronousMethodHandler.invoke()创建RequestTemplate(url，参数，httpMethod);
3、发出请求
发请求时会通过RequestTemplate创建Request对象，然后client(HttpClient、OkHttp、UrlConnect)使用Request对象发送请求
feign接口传参
1、？传参
@RequestParam(“id”)
2、restful传参
@PathVariable(“id”)
3、pojo传参
@RequestBody
具体使用

服务消费者----》feign接口-----》服务提供者
feign启动器：spring-cloud-starter-openfeign
创建feign_provider
创建feign_interface

pom.xml

openfeign、springcloud_common

feign接口

@FeignClient("服务名")
public interface UserFeign{
    @RequestMapping("/getUserById/{id}") //请求的url
    public User getUserById(@PathVariable("id") Integer id);
}

创建feign_consumer

pom.xml

feign_interface

controller

public class ConsumerController {
    @Autowired
    private UserFeign userFeign;//代理类
}

@EnableFeignClients

优化

开启feign日志

feign:
  client:
    config:
      default:
        loggerLevel: full #开启feign日志
logging:
  level:
    com.bjpowernode.feign: debug

http连接池

<dependency>
        <groupId>io.github.openfeign</groupId>
        <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
</dependency>

gzip压缩

server:
  compression:
    enabled: true #浏览器<------>consumer的gzip压缩
feign:
  compression:
    request:
      enabled: true #consumer<------>provider的gzip压缩
    response:
      enabled: true

feign超时

#方式一
ribbon:
  ConnectionTimeout: 5000
  ReadTimeout: 5000
#方式二
feign:
  client:
    config:
      feign-provider:
        ConnectionTimeout: 5000
        ReadTimeout: 5000

Sentinel(哨兵服务保护)

使用的版本：1.8.1
作用：微服务架构中，如果单个服务出现问题，可能拖死上游服务，造成整个链路中的所有微服务都不可用（服务雪崩）。使用服务保护组件来避免这个问题。
sentinel是阿里的一套开源的服务保护框架，主要作用：流量控制、熔断降级

流量控制：
qps：不被上游服务压死
thread：不被下游服务拖死
熔断降级:
当慢调用或异常比例超过阈值，暂时切断对下游服务的调用，使用兜底方案，避免级联故障

流量控制

流控规则
1.阈值类型
QPS:每秒访问次数
线程数：线程数
2.流控模式
直接：对当前资源的流量控制
关联：当关联的资源达到阈值时，限流自己
链路：指定资源从入口资源进来的流量（api级别的针对来源）
3.流控效果
快速失败：直接流控
Warm Up(预热)：开始时阈值只有9/3，等5s后，阈值才提升到9
排队等待：每秒接受1次请求，超过阈值则排队等待，等待时间为10s
热点规则
1.规则说明：将规则具体到参数是，eg：统计一段时间内最常购买（或频繁访问）的商品 ID 并进行限制
2.参数例外项：给参数开个后门，eg：参数=2，则5秒钟之内可以携带20次
系统规则
流控规则是针对方法设定的，系统规则是针对一个应用设定的。eg：sentinel-consumer服务的所有接口qps=1
授权规则
根据调用来源来判断该次请求是否允许放行
若配置白名单，则只有请求来源位于白名单内时才可通过；
若配置黑名单，则请求来源位于黑名单时不通过，其余的请求通过。

熔断降级

当满足条件的时候，切断对下游服务的调用,执行降级逻辑（兜底方案）

1.慢调用比例

属性	说明
最大RT（请求数量）	需要设置的阈值，超过该值则为慢调用
比例阈值	慢调用占所有的调用的比率，范围：[0~1]
熔断时长	在这段时间内发生熔断、拒绝所有请求
最小请求数	即允许通过的最小请求数，在该数量内不发生熔断

异常比例

属性	说明
异常比例阈值	异常比例=发生异常的请求数÷请求总数取值范围：[0~1]
熔断时长	在这段时间内发生熔断、拒绝所有请求
最小请求数	即允许通过的最小请求数，在该数量内不发生熔断

异常数

属性	说明
异常数	请求发生异常的数量
熔断时长	在这段时间内发生熔断、拒绝所有请求
最小请求数	即允许通过的最小请求数，在该数量内不发生熔断

整合Feign

微服务远程调用都是基于Feign来完成的，可以将Feign与Sentinel整合，在Feign里面实现服务熔断
配置feign，打开支持

feign:
  sentinel:
    enabled: true #开启Feign对Sentinel的支持

为feign接口指定降级逻辑

@FeignClient(value="sentinel-provider",fallbackFactory = UserFeignFallback.class)
@RequestMapping(value = "/provider")
public interface UserFeign {
    @RequestMapping(value = "/getUserById/{id}")
    public User getUserById(@PathVariable("id") Integer id);
}

一旦Feign远程调用服务失败，就会执行容错逻辑

@Component
public class UserFeignFallback implements FallbackFactory<UserFeign> {
    private Logger log = LoggerFactory.getLogger(UserFeignFallback.class);
    @Override
    public UserFeign create(Throwable t) {
        return new UserFeign() {
            @Override
            public User getUserById(Integer id) {
                return new User(id,"feign调用失败："+t,0);
            }
        };
    }
}

持久化

一旦服务重启，当前配置的针对某个接口的规则就丢掉了，使用持久化保存配置的规则
将配置放到Nacos中
使用sentinel-dashboard-nacos-1.8.1.jar，修改nacos的ip地址
在nacos中配置jar中指定的命名空间名：sentinel

Gateway

前端调用微服务的问题

客户端请求不同的微服务，就要维护不同的ip，硬编码问题
客户端无法实现负载均衡
解决方案有两种：1.Ngnix+lua 2. Spring Cloud Gateway

执行流程

Gateway Client向Gateway Server发送请求
HandlerMapping负责路由查找，并根据路由断言判断路由是否可用
WebHandler创建过滤器链并调用
请求会一次经过PreFilter–微服务–PostFilter的方法，最终返回响应给Gateway Client

路由

通过断言条件路由，浏览器访问：http://127.0.0.1:9527/consumer/getUserById/1

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: sentinel-consumer #自定义的路由ID，保持唯一
          uri: http://localhost:80 # 请求要转发到的地址
          predicates: #断言
            - Path=/consumer/** #只有断言条件返回true(请求路径包含“/consumer”)时,才进行路由转发

通过服务名路由，浏览器访问：http://127.0.0.1:9527/sentinel-consumer/consumer/getUserById/1

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: sentinel-consumer #自定义的路由ID，保持唯一
          uri: lb://sentinel-consumer #lb代表从注册中心获取服务
          predicates: #断言
            - Path=/consumer/** #只有断言条件返回true(请求路径包含“/consumer”)时,才进行路由转发

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