微服务day1

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一、认识微服务

1、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

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2、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

  • 降低耦合度
  • 有利于服务升级拓展

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3、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

4、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。

5、企业需求

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二、SpringCloud

  • SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。
  • 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：
    image-20230717101412724

1、服务拆分

服务拆分注意事项

  • 单一职责：不同微服务，不要重复开发相同业务
  • 数据独立：不要访问其它微服务的数据库
  • 面向服务：将自己的业务暴露为接口，供其它微服务调用

2、远程调用（根据订单id查询订单功能）

需求：根据订单id查询订单的同时，把订单所属的用户信息一起返回

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(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);} @Beanpublic RestTemplate restTemplate(){return new RestTemplate();}
}

(2)服务远程调用RestTemplate

修改order-service中的OrderService的queryOrderById方法：

@Service
public class OrderService {@Autowiredprivate RestTemplate restTemplate;public Order queryOrderById(Long orderId) {// 1.查询订单Order order = orderMapper.findById(orderId);// TODO 2.查询用户 String url = "http://localhost:8081/user/" +  order.getUserId();User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);// 3.封装user信息order.setUser(user);// 4.返回return order;}
}

(3)微服务调用的基本方式

  • 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。

(4)服务调用关系

  1. 服务提供者：暴露接口给其它微服务调用
  2. 服务消费者：调用其它微服务提供的接口
  3. 提供者与消费者角色其实是相对的
  4. 一个服务可以同时是服务提供者和服务消费者

三、Eureka注册中心

1、Eureka简介

Eureka是Netflix开源的服务注册与发现组件，它是一种用于构建分布式系统中的微服务架构的核心工具之一。Eureka注册中心的主要目标是实现服务之间的高可用、动态发现和负载均衡。

在微服务架构中，系统被拆分为多个小型服务，每个服务都运行在独立的进程中，并相互协作来提供系统的整体功能。这些服务需要能够在分布式环境中进行通信和发现，这就是Eureka注册中心的作用。

Eureka注册中心有两个主要组件：

  1. Eureka Server：它是注册中心的核心，运行在集群中的一台或多台服务器上。每个服务（微服务应用）都会向Eureka Server注册自己的信息，包括服务的名称、网络地址、健康状态等。Eureka Server维护着一个服务注册表，记录了所有已注册的服务信息。

  2. Eureka Client：它是各个微服务应用，作为服务的消费者，会向Eureka Server注册自己，并定期发送心跳以表明自己的健康状态。同时，Eureka Client还会从Eureka Server获取服务注册表，并在需要调用其他服务时，从注册表中获取相应服务的信息，以实现服务之间的通信。

Eureka注册中心具有以下主要特点：

  1. 高可用性：Eureka Server支持运行在集群中，以保证注册中心的高可用性，即使某个节点发生故障，其他节点仍然可以提供服务注册与发现功能。

  2. 动态发现：服务的注册与发现是动态的，新的服务上线或下线时，Eureka Server能够及时感知并更新注册表，让其他服务能够动态地获取最新的服务信息。

  3. 负载均衡：Eureka Client能够根据服务注册表中的信息实现负载均衡，从而在多个可用的服务提供者之间分配请求，提高系统的可扩展性和性能。

Eureka注册中心在Netflix的微服务架构中扮演了重要角色，并且由于其开源的特性，许多其他公司和开发者也在自己的项目中采用了Eureka作为服务注册与发现的解决方案。值得注意的是，尽管Eureka在过去被广泛使用，但在当前技术发展中，也出现了其他类似功能的注册中心解决方案，如Consul、etcd等。

2、Eureka的作用

  • 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

在Eureka架构中，微服务角色有两类：

  • EurekaServer：服务端，注册中心
    • 记录服务信息
    • 心跳监控
  • EurekaClient：客户端
    • Provider：服务提供者，例如案例中的 user-service
      • 注册自己的信息到EurekaServer
      • 每隔30秒向EurekaServer发送心跳
    • consumer：服务消费者，例如案例中的 order-service
      • 根据服务名称从EurekaServer拉取服务列表
      • 基于服务列表做负载均衡，选中一个微服务后发起远程调用

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-88TXJy2e-1689593800699)(https://picture.wangkay.tech/blog/image-20230717142428805.png)]

3、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

    image-20230717151327511

    <dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>

  2. 编写启动类，添加@EnableEurekaServer注解

    给eureka-server服务编写一个启动类，一定要添加一个@EnableEurekaServer注解，开启eureka的注册中心功能：

    package cn.itcast.eureka;import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;@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: 10086spring:application:name: eurekaserver
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka/

  4. 启动服务

​ 启动微服务，然后在浏览器访问：http://127.0.0.1:10086

​ 看到下面结果应该是成功了：

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4、服务注册

下面，我们将user-service注册到eureka-server中去。

1）引入依赖

在user-service的pom文件中，引入下面的eureka-client依赖：

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

2）配置文件

在user-service中，修改application.yml文件，添加服务名称、eureka地址：

spring:application:name: userservice
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3）启动多个user-service实例

为了演示一个服务有多个实例的场景，我们添加一个SpringBoot的启动配置，再启动一个user-service。

首先，复制原来的user-service启动配置：

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上述需要在修改选项中将添加VM选项勾选并添加-Dserver.port=8082

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启动两个user-service实例：

image-20230717171459086

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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：

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

spring会自动帮助我们从eureka-server端，根据userservice这个服务名称，获取实例列表，而后完成负载均衡。

四、Ribbon负载均衡

1、负载均衡原理

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1）LoadBalancerIntercepor

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这里的intercept方法，拦截了用户的HttpRequest请求，然后做了几件事：

  • request.getURI()：获取请求uri，本例中就是 http://user-service/user/8
  • originalUri.getHost()：获取uri路径的主机名，其实就是服务id，user-service
  • this.loadBalancer.execute()：处理服务id，和用户请求。

这里的this.loadBalancer是LoadBalancerClient类型，我们继续跟入。

2）LoadBalancerClient

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  • getLoadBalancer(serviceId)：根据服务id获取ILoadBalancer，而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存起来。
  • getServer(loadBalancer)：利用内置的负载均衡算法，从服务列表中选择一个。本例中，可以看到获取了8082端口的服务

3）负载均衡策略IRule

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4）总结

SpringCloudRibbon的底层采用了一个拦截器，拦截了RestTemplate发出的请求，对地址做了修改。用一幅图来总结一下：

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基本流程如下：

  • 拦截我们的RestTemplate请求http://userservice/user/1
  • RibbonLoadBalancerClient会从请求url中获取服务名称，也就是user-service
  • DynamicServerListLoadBalancer根据user-service到eureka拉取服务列表
  • eureka返回列表，localhost:8081、localhost:8082
  • IRule利用内置负载均衡规则，从列表中选择一个，例如localhost:8081
  • RibbonLoadBalancerClient修改请求地址，用localhost:8081替代userservice，得到http://localhost:8081/user/1，发起真实请求

2、负载均衡策略

负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在IRule接口中，而IRule有很多不同的实现类：

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不同规则的含义如下：

内置负载均衡规则类规则描述
RoundRobinRule简单轮询服务列表来选择服务器。它是Ribbon默认的负载均衡规则。
AvailabilityFilteringRule对以下两种服务器进行忽略： （1）在默认情况下，这台服务器如果3次连接失败，这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续30秒，如果再次连接失败，短路的持续时间就会几何级地增加。 （2）并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高，配置了AvailabilityFilteringRule规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限，可以由客户端的..ActiveConnectionsLimit属性进行配置。
WeightedResponseTimeRule为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长，这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器，这个权重值会影响服务器的选择。
ZoneAvoidanceRule以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类，这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。
BestAvailableRule忽略那些短路的服务器，并选择并发数较低的服务器。
RandomRule随机选择一个可用的服务器。
RetryRule重试机制的选择逻辑

默认的实现就是ZoneAvoidanceRule，是一种轮询方案

自定义负载均衡策略

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：
@Bean
public IRule randomRule(){return new RandomRule();
}
  1. 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：
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

注意，一般用默认的负载均衡规则，不做修改。

3、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: trueclients: userservice

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