【微服务开篇-RestTemplate服务调用、Eureka注册中心、Nacos注册中心】

 本篇用到的资料:https://gitee.com/Allengan/cloud-demo.giticon-default.png?t=N7T8https://gitee.com/Allengan/cloud-demo.git

目录

1.认识微服务

1.1.单体架构

1.2.分布式架构

1.3.微服务

1.4.SpringCloud

1.5.总结

2.服务拆分和远程调用

2.1.服务拆分原则

2.2.服务拆分示例

2.2.1.导入Sql语句

2.2.2.导入demo工程

2.3.实现远程调用案例

2.3.1.案例需求:

2.3.2.注册RestTemplate

2.3.3.实现远程调用

2.4.提供者与消费者

3.Eureka注册中心

3.1.Eureka的结构和作用

3.2.搭建eureka-server

3.2.1.创建eureka-server服务

3.2.2.引入eureka依赖

3.2.3.编写启动类

3.2.4.编写配置文件

3.2.5.启动服务

3.3.服务注册

1)引入依赖

2)配置文件

3)启动多个user-service实例

3.4.服务发现

1)引入依赖 (和前面服务注册一致)

2)配置文件(和前面服务注册一致)

3)服务拉取和负载均衡

4.Ribbon负载均衡

4.1.负载均衡原理

4.2.源码跟踪

1)LoadBalancerIntercepor

2)LoadBalancerClient

3)负载均衡策略IRule

4)总结

4.3.负载均衡策略

4.3.1.负载均衡策略

4.3.2.自定义负载均衡策略

4.4.饥饿加载

5.Nacos注册中心

5.1.认识和安装Nacos

5.2.服务注册到nacos

1)引入依赖

2)配置nacos地址

3)重启

5.3.服务分级存储模型

5.3.1.给user-service配置集群

5.3.2.同集群优先的负载均衡

5.4.权重配置

5.5.环境隔离

5.5.1.创建namespace

5.5.2.给微服务配置namespace

5.6.Nacos与Eureka的区别


 

1.认识微服务

随着互联网行业的发展,对服务的要求也越来越高,服务架构也从单体架构逐渐演变为现在流行的微服务架构。

1.1.单体架构

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。

单体架构的优缺点如下:

优点:

  • 架构简单

  • 部署成本低

缺点:

  • 耦合度高(维护困难、升级困难)

1.2.分布式架构

分布式架构:根据业务功能对系统做拆分,每个业务功能模块作为独立项目开发,称为一个服务。

 

分布式架构的优缺点:

优点:

  • 降低服务耦合

  • 有利于服务升级和拓展

缺点:

  • 服务调用关系错综复杂

1.3.微服务

微服务的架构特征:

  • 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

  • 自治:团队独立、技术独立、数据独立,独立部署和交付

  • 面向服务:服务提供统一标准的接口,与语言和技术无关

  • 隔离性强:服务调用做好隔离、容错、降级,避免出现级联问题

 

微服务的上述特性其实是在给分布式架构制定一个标准,进一步降低服务之间的耦合度,提供服务的独立性和灵活性。做到高内聚,低耦合。

因此,可以认为微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案

但方案该怎么落地?选用什么样的技术栈?全球的互联网公司都在积极尝试自己的微服务落地方案。

其中在Java领域最引人注目的就是SpringCloud提供的方案了。

1.4.SpringCloud

SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。官网地址:Spring Cloud。

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。

其中常见的组件包括:

 另外,SpringCloud底层是依赖于SpringBoot的,并且有版本的兼容关系,如下:

1.5.总结
  • 单体架构:简单方便,高度耦合,扩展性差,适合小型项目。

  • 分布式架构:松耦合,扩展性好,但架构复杂,难度大。适合大型互联网项目;

  • 微服务:一种良好的分布式架构方案

    ①优点:拆分粒度更小、服务更独立、耦合度更低

    ②缺点:架构非常复杂,运维、监控、部署难度提高

  • SpringCloud是微服务架构的一站式解决方案,集成了各种优秀微服务功能组件

2.服务拆分和远程调用

任何分布式架构都离不开服务的拆分,微服务也是一样。

2.1.服务拆分原则
  • 不同微服务,不要重复开发相同业务

  • 微服务数据独立,不要访问其它微服务的数据库

  • 微服务可以将自己的业务暴露为接口,供其它微服务调用

2.2.服务拆分示例

微服务cloud-demo为例,其结构如下:

传送门:https://gitee.com/Allengan/cloud-demo 

cloud-demo:父工程,管理依赖

  • order-service:订单微服务,负责订单相关业务

  • user-service:用户微服务,负责用户相关业务

要求:

  • 订单微服务和用户微服务都必须有各自的数据库,相互独立

  • 订单服务和用户服务都对外暴露Restful的接口

  • 订单服务如果需要查询用户信息,只能调用用户服务的Restful接口,不能查询用户数据库

2.2.1.导入Sql语句

提供的cloud-order.sqlcloud-user.sql导入到mysql中:

2.2.2.导入demo工程

资料提供的Demo:

 导入后,会在IDEA右下角出现弹窗:

点击弹窗,然后按下图选择:

会出现这样的菜单:

配置下项目使用的JDK:

2.3.实现远程调用案例

 在order-service服务中,有一个根据id查询订单的接口:

根据id查询订单,返回值是Order对象,如图:

其中的user为null

在user-service中有一个根据id查询用户的接口:

 查询的结果如图:

2.3.1.案例需求:

修改order-service中的根据id查询订单业务,要求在查询订单的同时,根据订单中包含的userId查询出用户信息,一起返回。

因此,我们需要在order-service中 向user-service发起一个http的请求,调用http://localhost:8081/user/{userId}这个接口。

大概的步骤是这样的:

  • 注册一个RestTemplate的实例到Spring容器

  • 修改order-service服务中的OrderService类中的queryOrderById方法,根据Order对象中的userId查询User

  • 将查询的User填充到Order对象,一起返回

2.3.2.注册RestTemplate

首先,我们在order-service服务中的OrderApplication启动类中,注册RestTemplate实例:

@SpringBootApplication
public class OrderApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);}@Beanpublic RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();}
}
2.3.3.实现远程调用

修改order-service服务中的cn.itcast.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法:

//2.远程调用User模块接口(发送HTTP请求)查询用户信息使用IdString url = "http://user-service/user/" + order.getUserId();User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);

2.4.提供者与消费者

在服务调用关系中,会有两个不同的角色:

服务提供者:一次业务中,被其它微服务调用的服务。(提供接口给其它微服务)

服务消费者:一次业务中,调用其它微服务的服务。(调用其它微服务提供的接口)

但是,服务提供者与服务消费者的角色并不是绝对的,而是相对于业务而言。

如果服务A调用了服务B,而服务B又调用了服务C,服务B的角色是什么?

  • 对于A调用B的业务而言:A是服务消费者,B是服务提供者

  • 对于B调用C的业务而言:B是服务消费者,C是服务提供者

因此,服务B既可以是服务提供者,也可以是服务消费者。 

3.Eureka注册中心

假如我们的服务提供者user-service部署了多个实例,如图

大家思考几个问题:

  • order-service在发起远程调用的时候,该如何得知user-service实例的ip地址和端口?

  • 有多个user-service实例地址,order-service调用时该如何选择?

  • order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康,是不是已经宕机?

3.1.Eureka的结构和作用

这些问题都需要利用SpringCloud中的注册中心来解决,其中最广为人知的注册中心就是Eureka,其结构如下:

回答之前的各个问题。

问题1:order-service如何得知user-service实例地址?

获取地址信息的流程如下:

  • user-service服务实例启动后,将自己的信息注册到eureka-server(Eureka服务端)。这个叫服务注册

  • eureka-server保存服务名称到服务实例地址列表的映射关系

  • order-service根据服务名称,拉取实例地址列表。这个叫服务发现或服务拉取

问题2:order-service如何从多个user-service实例中选择具体的实例?

  • order-service从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址

  • 向该实例地址发起远程调用

问题3:order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康,是不是已经宕机?

  • user-service会每隔一段时间(默认30秒)向eureka-server发起请求,报告自己状态,称为心跳

  • 当超过一定时间没有发送心跳时,eureka-server会认为微服务实例故障,将该实例从服务列表中剔除

  • order-service拉取服务时,就能将故障实例排除了

 注意:一个微服务,既可以是服务提供者,又可以是服务消费者,因此eureka将服务注册、服务发现等功能统一封装到了eureka-client端

因此,接下来我们动手实践的步骤包括:

3.2.搭建eureka-server

首先大家注册中心服务端:eureka-server,这必须是一个独立的微服务

3.2.1.创建eureka-server服务

在cloud-demo父工程下,创建一个子模块:

3.2.2.引入eureka依赖

 引入SpringCloud为eureka提供的starter依赖:

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>
3.2.3.编写启动类

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:

@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);}
}
3.2.4.编写配置文件

编写一个application.yml文件,内容如下:

server:port: 10086 #端口
spring:application:name: eureka-server #服务名称
eureka:client:service-url: defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka #服务地址
3.2.5.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:

3.3.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:

然后,在弹出的窗口中,填写信息:

现在,SpringBoot窗口会出现两个user-service启动配置:

启动两个user-service实例:

查看eureka-server管理页面:

3.4.服务发现

 下面,我们将order-service的逻辑修改:向eureka-server拉取user-service的信息,实现服务发现。

1)引入依赖 (和前面服务注册一致)
2)配置文件(和前面服务注册一致)
3)服务拉取和负载均衡

最后,我们要去eureka-server中拉取user-service服务的实例列表,并且实现负载均衡。

不过这些动作不用我们去做,只需要添加一些注解即可。

在order-service的OrderApplication中,给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解:

修改order-service服务中的cn.itcast.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法。修改访问的url路径,用服务名代替ip、端口:

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。

4.Ribbon负载均衡

上一节中,我们添加了@LoadBalanced注解,即可实现负载均衡功能,这是什么原理呢?

4.1.负载均衡原理

SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件,来实现负载均衡功能的。

 那么我们发出的请求明明是http://userservice/user/1,怎么变成了http://localhost:8081的呢?

4.2.源码跟踪

为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢?之前还要获取ip和端口。

显然有人帮我们根据service名称,获取到了服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor,这个类会在对RestTemplate的请求进行拦截,然后从Eureka根据服务id获取服务列表,随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息,替换服务id。

1)LoadBalancerIntercepor

可以看到这里的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.loadBalancerLoadBalancerClient类型,我们继续跟入。

2)LoadBalancerClient

继续跟入execute方法:

代码是这样的:

  • 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

放行后,再次访问并跟踪,发现获取的是8081:

果然实现了负载均衡。

3)负载均衡策略IRule

在刚才的代码中,可以看到获取服务使通过一个getServer方法来做负载均衡:

 

继续跟踪源码chooseServer方法,发现这么一段代码:

我们看看这个rule是谁:

 这里的rule默认值是一个RoundRobinRule,看类的介绍:

这不就是轮询的意思嘛。

到这里,整个负载均衡的流程我们就清楚了。

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:

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

4.3.负载均衡策略
4.3.1.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:

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<clientName>.<clientConfigNameSpace>.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

4.3.2.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();
}

 2. 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。  

4.4.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

5.Nacos注册中心

国内公司一般都推崇阿里巴巴的技术,比如注册中心,SpringCloudAlibaba也推出了一个名为Nacos的注册中心。

5.1.认识和安装Nacos

Nacos是阿里巴巴的产品,现在是SpringCloud中的一个组件。相比Eureka功能更加丰富,在国内受欢迎程度较高。

5.2.服务注册到nacos

Nacos是SpringCloudAlibaba的组件,而SpringCloudAlibaba也遵循SpringCloud中定义的服务注册、服务发现规范。因此使用Nacos和使用Eureka对于微服务来说,并没有太大区别。

主要差异在于:

  • 依赖不同

  • 服务地址不同

1)引入依赖

在cloud-demo父工程的pom文件中的<dependencyManagement>中引入SpringCloudAlibaba的依赖:

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId><version>2.2.6.RELEASE</version><type>pom</type><scope>import</scope>
</dependency>

 然后在user-service和order-service中的pom文件中引入nacos-discovery依赖:

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
2)配置nacos地址

在user-service和order-service的application.yml中添加nacos地址:

spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848
3)重启

重启微服务后,登录nacos管理页面,可以看到微服务信息:

5.3.服务分级存储模型

一个服务可以有多个实例,例如我们的user-service,可以有:

  • 127.0.0.1:8081

  • 127.0.0.1:8082

  • 127.0.0.1:8083

假如这些实例分布于全国各地的不同机房,例如:

  • 127.0.0.1:8081,在上海机房

  • 127.0.0.1:8082,在上海机房

  • 127.0.0.1:8083,在杭州机房

Nacos就将同一机房内的实例 划分为一个集群

也就是说,user-service是服务,一个服务可以包含多个集群,如杭州、上海,每个集群下可以有多个实例,形成分级模型,如图:

 

微服务互相访问时,应该尽可能访问同集群实例,因为本地访问速度更快。当本集群内不可用时,才访问其它集群。例如:

5.3.1.给user-service配置集群

修改user-service的application.yml文件,添加集群配置:

spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848discovery:cluster-name: HZ # 集群名称

重启两个user-service实例后,我们可以在nacos控制台看到下面结果:

5.3.2.同集群优先的负载均衡

默认的ZoneAvoidanceRule并不能实现根据同集群优先来实现负载均衡。

因此Nacos中提供了一个NacosRule的实现,可以优先从同集群中挑选实例。

1)给order-service配置集群信息

修改order-service的application.yml文件,添加集群配置:

spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848discovery:cluster-name: HZ # 集群名称

2)修改负载均衡规则

修改order-service的application.yml文件,修改负载均衡规则:

userservice:ribbon:NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则 
5.4.权重配置

实际部署中会出现这样的场景:

服务器设备性能有差异,部分实例所在机器性能较好,另一些较差,我们希望性能好的机器承担更多的用户请求。

但默认情况下NacosRule是同集群内随机挑选,不会考虑机器的性能问题。

因此,Nacos提供了权重配置来控制访问频率,权重越大则访问频率越高。

在nacos控制台,找到user-service的实例列表,点击编辑,即可修改权重:

 在弹出的编辑窗口,修改权重:

注意:如果权重修改为0,则该实例永远不会被访问

5.5.环境隔离

Nacos提供了namespace来实现环境隔离功能。

  • nacos中可以有多个namespace

  • namespace下可以有group、service等

  • 不同namespace之间相互隔离,例如不同namespace的服务互相不可见

5.5.1.创建namespace

 默认情况下,所有service、data、group都在同一个namespace,名为public:

我们可以点击页面新增按钮,添加一个namespace:

5.5.2.给微服务配置namespace

给微服务配置namespace只能通过修改配置来实现。

例如,修改order-service的application.yml文件:

spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848discovery:cluster-name: HZnamespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间,填ID
5.6.Nacos与Eureka的区别

Nacos的服务实例分为两种l类型:

  • 临时实例:如果实例宕机超过一定时间,会从服务列表剔除,默认的类型。

  • 非临时实例:如果实例宕机,不会从服务列表剔除,也可以叫永久实例。

配置一个服务实例为永久实例:

spring:cloud:nacos:discovery:ephemeral: false # 设置为非临时实例

Nacos和Eureka整体结构类似,服务注册、服务拉取、心跳等待,但是也存在一些差异:

  • Nacos与eureka的共同点

    • 都支持服务注册和服务拉取

    • 都支持服务提供者心跳方式做健康检测

  • Nacos与Eureka的区别

    • Nacos支持服务端主动检测提供者状态:临时实例采用心跳模式,非临时实例采用主动检测模式

    • 临时实例心跳不正常会被剔除,非临时实例则不会被剔除

    • Nacos支持服务列表变更的消息推送模式,服务列表更新更及时

    • Nacos集群默认采用AP方式,当集群中存在非临时实例时,采用CP模式;Eureka采用AP方式

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[动态规划] (二) LeetCode 面试题 08.01.三步问题 文章目录 [动态规划] (二) LeetCode 面试题 08.01.三步问题题意解析解题思路1.状态表示2.状态转移方程3.初始化和填表顺序4.返回值 代码实现总结 面试题 08.01. 三步问题 题意解析 (1) 小孩可以跳1-3阶台阶 (2) 结果很大&…

shell脚本实战案例---数据库的备份

目录 1.环境准备 2.数据库的分库分表备份 2.1 分库备份 2.2 分表备份 2.3 分库分表备份 通过此次shell脚本实战案例&#xff0c;我们将学习和了解到如何利用shell脚本实现数据库的分库分表备份。 1.环境准备 要实现数据库的备份&#xff0c;首先我们应该要有数据库的环境&…

python实验2 π的计算

π的计算 1. 圆周率的介绍2. BBP公式计算圆周率3. 蒙特卡洛方法计算π 1. 圆周率的介绍 圆周率π自古就是人们计算的问题&#xff0c;π到底是什么&#xff0c;圆的周长与直径的比值或者是面积与半径的平方之比&#xff0c;或者是使sinx0的最小正数x。所以每一种定义每一种理解…

Qt5.15:MinGW64位编译Oracle 19c数据库驱动及代码测试 - 安装时没有选Sources处理办法

文章目录 0 代码仓库1 环境以及条件说明2 准备一&#xff1a;下载Oracle 19c驱动&#xff0c;需要下载两个包&#xff0c;注意分x86和x642.1 32位2.2 64位2.3 新建目录并解压缩2.4 记录路径2.4.1 x86需要的路径2.4.2 x64需要的路径 3 准备二&#xff1a;下载Sources源代码的两种…

策略路由和路由策略

目录 策略路由 路由策略 策略路由和路由策略 策略路由 Step1:配置ACL&#xff0c;匹配流量 acl number 2010 rule 10 permit source 192.168.10.0 0.0.0.255 acl number 2020 rule 10 permit source 192.168.20.0 0.0.0.255 Step2:流分类traffic classifier jiaoxue //匹配…