微服务01

1 认识微服务

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。

优点：

• 架构简单
• 部署成本低

缺点：

• 团队协作成本高
• 系统发布效率低
• 系统可用性差（当某一个服务负载过大，比如访问量太大，导致此服务崩溃，由于所有服务公用一个资源空间，其它服务也会受到影响，崩溃）
  

总结：单体架构适合开发功能相对简单，规模较小的项目。

1.2 微服务

微服务架构： 是服务化思想指导下的一套最佳实践架构方案。服务化，就是把单体架构中的功能模块拆分为多个独立项目。

优点：

• 粒度小
• 团队自治
• 服务自治

1.3 SpringCloud

SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。官网地址：https://spring.io/projects/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，从而提供了良好的我开箱即用体验：

对于SpringBoot的版本也有要求

2 微服务拆分

2.1 熟悉黑马商城

2.2 服务拆分原则

2.2.1.什么时候拆

• 创业型项目： 先采用单体架构，快速开发，快速试错。随着规模扩大，逐渐拆分。
• 确定的大型项目： 资金充足，项目明确，可以直接选择微服务架构，避免后续拆分的麻烦。

2.2.2.怎么拆

之前我们说过，微服务拆分时粒度要小，这其实是拆分的目标。具体可以从两个角度来分析：

• 高内聚：每个微服务的职责要尽量单一，包含的业务相互关联度高、完整度高。
• 低耦合：每个微服务的功能要相对独立，尽量减少对其它微服务的依赖，或者依赖接口的稳定性要强。

高内聚首先是单一职责，但不能说一个微服务就一个接口，而是要保证微服务内部业务的完整性为前提。目标是当我们要修改某个业务时，最好就只修改当前微服务，这样变更的成本更低。

一旦微服务做到了高内聚，那么服务之间的耦合度自然就降低了。

当然，微服务之间不可避免的会有或多或少的业务交互，比如下单时需要查询商品数据。这个时候我们不能在订单服务直接查询商品数据库，否则就导致了数据耦合。而应该由商品服务对应暴露接口，并且一定要保证微服务对外接口的稳定性（即：尽量保证接口外观不变）。虽然出现了服务间调用，但此时无论你如何在商品服务做内部修改，都不会影响到订单微服务，服务间的耦合度就降低了。

明确了拆分目标，接下来就是拆分方式了。我们在做服务拆分时一般有两种方式：

• 纵向拆分： 按照业务模块来拆分
• 横向拆分： 抽取公共服务，提高复用性

所谓纵向拆分，就是按照项目的功能模块来拆分。例如黑马商城中，就有用户管理功能、订单管理功能、购物车功能、商品管理功能、支付功能等。那么按照功能模块将他们拆分为一个个服务，就属于纵向拆分。这种拆分模式可以尽可能提高服务的内聚性。

而横向拆分，是看各个功能模块之间有没有公共的业务部分，如果有将其抽取出来作为通用服务。例如用户登录是需要发送消息通知，记录风控数据，下单时也要发送短信，记录风控数据。因此消息发送、风控数据记录就是通用的业务功能，因此可以将他们分别抽取为公共服务：消息中心服务、风控管理服务。这样可以提高业务的复用性，避免重复开发。同时通用业务一般接口稳定性较强，也不会使服务之间过分耦合。

当然，由于黑马商城并不是一个完整的项目，其中的短信发送、风控管理并没有实现，这里就不再考虑了。而其它的业务按照纵向拆分，可以分为以下几个微服务：

• 用户服务
• 商品服务
• 订单服务
• 购物车服务
• 支付服务

2.3 拆分服务

工程结构有两种：

• 独立Project（适用淘宝等大型复杂工程）
  

• Maven聚合（中小型企业 相对简单的工程）
  

2.3.1 拆分商品管理功能模块

将hm-service中与商品管理相关功能拆分到一个微服务module中，命名为item-service

2.3.2 拆分购物车功能模块

将hm-service中与购物车有关的功能拆分到一个微服务module中，命名为cart-service

2.4 远程调用

在拆分的时候，我们发现一个问题：就是购物车业务中需要查询商品信息，但商品信息查询的逻辑全部迁移到了item-service服务，导致我们无法查询。

最终结果就是查询到的购物车数据不完整，因此要想解决这个问题，我们就必须改造其中的代码，把原本本地方法调用，改造成跨微服务的远程调用（RPC，即Remote Produce Call）。

因此，现在查询购物车列表的流程变成了这样：

代码中需要变化的就是这一步：

那么问题来了：我们该如何跨服务调用，准确的说，如何在cart-service中获取item-service服务中的提供的商品数据呢？

前端向服务端查询数据，其实就是从浏览器远程查询服务端数据。比如我们刚才通过Swagger测试商品查询接口，就是向http://localhost:8081/items这个接口发起的请求：而这种查询就是通过http请求的方式来完成的，不仅仅可以实现远程查询，还可以实现新增、删除等各种远程请求。

2.4.1 RestTemplate

Spring给我们提供了一个ResTemplate工具，可以方便的实现Http请求的发送。其中提供了大量的方法，方便我们发送Http请求，例如：

可以看到常见的Get、Post、Put、Delete请求都支持，如果请求参数比较复杂，还可以使用exchange方法来构造请求。

使用步骤如下：

• 注入RestTemplate到Spring容器

• 发起远程调用
  

2.4.2.远程调用

接下来，我们修改cart-service中的com.hmall.cart.service.impl.``CartServiceImpl的handleCartItems方法，发送http请求到item-service：

可以看到，利用RestTemplate发送http请求与前端ajax发送请求非常相似，都包含四部分信息：

• ① 请求方式
• ② 请求路径
• ③ 请求参数
• ④ 返回值类型

2.5 总结

3 服务注册与发现

在上一章我们实现了微服务拆分，并且通过Http请求实现了跨微服务的远程调用。不过这种手动发送Http请求的方式存在一些问题。

试想一下，假如商品微服务被调用较多，为了应对更高的并发，我们进行了多实例部署，如图：

此时，每个item-service的实例其IP或端口不同，问题来了：

• item-service这么多实例，cart-service如何知道每一个实例的地址？
• http请求要写url地址，cart-service服务到底该调用哪个实例呢？
• 如果在运行过程中，某一个item-service实例宕机，cart-service依然在调用该怎么办？
• 如果并发太高，item-service临时多部署了N台实例，cart-service如何知道新实例的地址？

为了解决上述问题，就必须引入注册中心的概念了，接下来我们就一起来分析下注册中心的原理。

3.1.注册中心原理

流程如下：

• 服务启动时就会注册自己的服务信息（服务名、IP、端口）到注册中心
• 调用者可以从注册中心订阅想要的服务，获取服务对应的实例列表（1个服务可能多实例部署）
• 调用者自己对实例列表负载均衡，挑选一个实例
• 调用者向该实例发起远程调用

当服务提供者的实例宕机或者启动新实例时，调用者如何得知呢？

• 服务提供者会定期向注册中心发送请求，报告自己的健康状态（心跳请求）
• 当注册中心长时间收不到提供者的心跳时，会认为该实例宕机，将其从服务的实例列表中剔除
• 当服务有新实例启动时，会发送注册服务请求，其信息会被记录在注册中心的服务实例列表
• 当注册中心服务列表变更时，会主动通知微服务，更新本地服务列表

3.2 Nacos注册中心

Nacos是目前国内企业中占比最多的注册中心组件。它是阿里巴巴产品，目前已经加入SpringCloudAlibaba中。

3.3 服务注册

服务注册步骤如下：

• 引入nacos discovery依赖：

• 配置Nacos地址

3.4 服务发现

消费者 需要连接nacos以拉取和订阅服务，因此服务发现的前两步与服务注册是一样，后面再加上服务调用即可：

• 引入nacos discovery

• 配置Nacos地址

• 服务发现

// 2.查询商品// 2.1 根据服务名称获取服务的实例列表List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("item-service");if(CollUtils.isEmpty(instances)){return;}// 2.2 手写负载均衡 从实例列表中挑选一个实例ServiceInstance serviceInstance = instances.get(RandomUtil.randomInt(instances.size()));// 2.3 利用ResTemplate发起http请求，得到http的响应ResponseEntity<List<ItemDTO>> response = restTemplate.exchange(serviceInstance.getUri() + "/items?ids={ids}",HttpMethod.GET,null,new ParameterizedTypeReference<List<ItemDTO>>() {},Map.of("ids", CollUtil.join(itemIds, ",")));//2.4 解析响应if(!response.getStatusCode().is2xxSuccessful()){//查询失败 直接结束return;}
//        List<ItemDTO> items = itemService.queryItemByIds(itemIds);List<ItemDTO> items = response.getBody();if (CollUtils.isEmpty(items)) {return;}

4 OpenFeign

在上一章，我们利用Nacos实现了服务的治理，利用RestTemplate实现了服务的远程调用。但是远程调用的代码太复杂了：

而且这种调用方式，与原本的本地方法调用差异太大，编程时的体验也不统一，一会儿远程调用，一会儿本地调用。

因此，我们必须想办法改变远程调用的开发模式，让远程调用像本地方法调用一样简单。而这就要用到OpenFeign组件了。

其实远程调用的关键点就在于四个：

• 请求方式
• 请求路径
• 请求参数
• 返回值类型

所以，OpenFeign就利用SpringMVC的相关注解来声明上述4个参数，然后基于动态代理帮我们生成远程调用的代码，而无需我们手动再编写，非常方便。

4.1 快速入门

OpenFeign是一个声明式的http客户端，是SpringCloud在Eureka公司开源的Feign基础上改造而来。其作用就是基于SpringMVC的常见注解，帮我们优雅地实现http请求的发送。

OpenFeign已经被SpringCloud自动装配，实现起来非常简单

• 引入依赖，包括OpenFeign和负载均衡组件SpringCloudLoadBalancer

  

• 通过@EnableFeignClients注解，启用OpenFeign功能

  

• 编写FeignClient，这段代码就是代替了之前写的一大坨代码（发现实例，负载均衡，发送请求）

  

  这里只需要声明接口，无需实现方法。接口中的几个关键信息：

  • @FeignClient("item-service") ：声明服务名称 localhost:8081 localhost8083

  • @GetMapping ：声明请求方式 Get

  • @GetMapping("/items") ：声明请求路径 /items

  • @RequestParam("ids") Collection<Long> ids ：声明请求参数 /{ids}

    以上拼起来路径就是 Get方式的 https://localhost:8081/items?ids=1,2,3

  • List<ItemDTO> ：返回值类型

  有了上述信息，OpenFeign就可以利用动态代理帮我们实现这个方法，并且向http://item-service/items发送一个GET请求，携带ids为请求参数，并自动将返回值处理为List<ItemDTO>。

  我们只需要直接调用这个方法，即可实现远程调用了

• 使用FeignClient，实现远程调用

  

4.2 连接池

OpenFeign对http请求做了优雅的封装，不过其底层发起http请求，依赖于其它的框架。这些框架可以自己选择，包括一下三种：

• HttpURLConnection： 默认实现。不支持连接池
• Apache HttpClient： 支持连接池
• OKHttp： 支持连接池

这里使用的是okhttp

• 引入依赖

  <!--OK http 的依赖 -->
  <dependency><groupId>io.github.openfeign</groupId><artifactId>feign-okhttp</artifactId>
  </dependency>
  

• 开启连接池

  feign:okhttp:enabled: true # 开启OKHttp功能
  

4.3 最佳实践

如果拆分了交易微服务（trade-service），它也需要远程调用item-service中的根据id批量查询商品功能。这个需求与cart-service中是一样的。

因此，我们就需要在trade-service中再次定义ItemClient接口，这不是重复编码吗？ 有什么办法能加避免重复编码呢？

4.3.1.思路分析

避免重复编码的办法就是抽取。不过这里有两种抽取思路：

• 思路1：抽取到微服务之外的公共module

  

• 思路2：每个微服务自己抽取一个module
  

方案1抽取更加简单，工程结构也比较清晰，但缺点是整个项目耦合度偏高。

方案2抽取相对麻烦，工程结构相对更复杂，但服务之间耦合度降低。

那么该选择方案：

我们知道拆分服务分为两种结构，一种是project独立结构，一种是Maven聚合结构。对于Project独立结构，本身每一个模块就是一个工程，耦合度低，也更方便采用方案2的方法；对于Maven聚合结构，由于耦合度稍微高一点，且本身就带有common通用模块，再多一个通用模块也无所谓，因此建议选择方案一。不过其实如果不嫌麻烦的话，还是建议方案二。

对于本使用了Maven结构的项目来说，选择方案1。

4.3.2 扫描包

当定义的FeignClient不在SpringBootApplicaiton的扫描包范围时，这些FeignClient无法使用，有两种方式解决

方式一：指定FeignClient所在包

方式二：指定FeignClient字节码

4.4 日志

OpenFeign只会在FeignClient所在包的日志级别为DEBUG时，才会输出日志。而且其日志级别有4级：

• NONE： 不记录任何日志信息，这是默认值
• BASIC： 仅记录请求的方法，URL以及响应状态码和执行时间
• HEADERS： 在BASUC的基础上，额外记录了请求和响应的头信息
• FULL： 记录所有请求和响应的明细，包括头信息、请求体、元数据

由于Feign默认的日志级别是NONE，所以默认我们看不到请求日志

要自定义日志级别需要声明一个类型为Logger.Level的Bean，在其中定义日志级别：

但此时这个Bean并未生效，要想配置某个FeignClient的日志，可以在@FeignClient注解中声明：

如果想要全局配置，让所有FeignClient都按照这个日志配置，则需要在@EnableFeignClients注解中声明：

4.5 总结