Cloud Native Spring in Action

设计原则

15 Factor App

数据验证和错误处理

测试

使用 Junit 5 进行单元测试

使用 @SpringBootTest 进行集成测试

使用 @WebMvcTest 测试 REST Controller

使用 @JsonTest 测试 JSON 序列化

使用 @DataJdbcTest 和 Testcontainers 测试数据持久化

使用 Reactor 和 Testcontainers 测试 Reactive 应用

使用 MockWebServer 测试 REST client

使用 @DataR2dbcTest 和 Testcontainer 测试数据持久化

使用 @WebfluxTest 测试 REST Controller

Testcontainers

数据持久化与数据管理

JDBC 审计

Flyway & Liquibase

Liquibase

安全

Spring Security & Spring Cloud API Gateway

OAuth2

JWT

OpenID Connect

KEYCLOAK

定义安全realm

OIDC 认证

CSRF

韧性

超时

重试

回退和错误处理

基于 Redis 的分布式会话管理

Kubernetes

Deployment

Service

ConfigMap & Secret

Ingress & Ingress Controller

Volumn & Persistence Volumn & Persistence Volumn Claim

Pod

Replicaset

配置管理

Kustomize

Helm

Argo & Jenkins

英文版：《Cloud Native Spring in Action》，Thomas Vitale 著

中文版：《云原生 Spring 实战》Spring Boot 与 Kubernetes 实践

设计原则

15 Factor App

“15 Factor App”是在“12 Factor App”基础上发展而来，新增的三个要素分别是：

1. API First（API 优先）：强调在应用程序开发中，优先设计和定义 API。这使得应用程序的各个模块或服务之间能够通过清晰、标准的 API 进行交互通信。遵循 API First 的原则，开发团队可以更好地实现软件的解耦，提高开发效率和系统的可维护性。并且在现代云原生应用中，通过 API 可以方便地与其他微服务或外部系统进行集成，提升了应用的灵活性和可扩展性。例如，使用 API 网关来管理和规范 API 的调用，遵循最佳的 REST API 实践，定义好请求、响应 payload、API 名称、安全等方面的规范。

2. Telemetry（遥测）：包括应用性能管理、特定领域的遥测数据以及健康和系统日志等方面。对应用程序的运行状态、性能指标、资源使用情况等进行实时监测和收集，能够帮助开发团队和运维人员及时了解应用的运行状况，以便在出现问题时快速定位和解决。基于这些遥测数据，平台还可以进行自动扩缩容、自我修复以及向用户和运维人员发送警报等操作。通过机器学习等技术对遥测数据进行分析，还可以为企业的未来业务策略提供参考。

3. Authentication and Authorization（认证和授权）：在现代应用中，安全是至关重要的。这一要素确保只有经过认证的用户和应用程序能够访问系统资源，并根据不同的用户角色和权限进行授权。例如，采用 API token、RBAC（基于角色的访问控制）、OAuth 等认证和授权机制，对 API 的请求和响应 payload 进行加密，在网络层面设置防火墙保护，保障数据库的安全以及采用多因素认证（MFA）等措施。

这三个新增要素适应了现代云原生应用的发展需求，使得应用程序在云环境中能够更加高效、可靠、安全地运行。

12 Factor App

https://12factor.net/

Codebase 基准代码
Dependencies 依赖管理
Config 配置
Backing Services 支撑服务
Build Release and Run 构建、发布和运行
Processes 无状态进程
Port Binding 端口绑定
Concurrency 并发
Disposability 易处理
Dev/Prod Parity 环境对等
Logs 日志
Admin Processes 管理进程

数据验证和错误处理

spring-boot-starter-validation：@NotBlank、@NotNull、@Pattern、@Positive、@Valid 等。

测试

spring-boot-starter-tester：会将 JUnit 5、Mockito 和 AssertJ 的测试库导入项目。

使用 Junit 5 进行单元测试

使用 @SpringBootTest 进行集成测试

使用 @WebMvcTest 测试 REST Controller

使用 @JsonTest 测试 JSON 序列化

使用 @DataJdbcTest 和 Testcontainers 测试数据持久化

使用 Reactor 和 Testcontainers 测试 Reactive 应用

使用 MockWebServer 测试 REST client

使用 @DataR2dbcTest 和 Testcontainer 测试数据持久化

使用 @WebfluxTest 测试 REST Controller

Testcontainers

Testcontainers是一个Java库，用于在测试中方便地管理容器。

主要功能

• 容器生命周期管理：可以轻松启动和停止容器。例如，在测试数据库交互时，能快速启动一个数据库容器（如MySQL、PostgreSQL），测试完成后自动停止它。这样避免了手动安装和配置数据库，使测试环境搭建更便捷。

• 支持多种容器类型：除了常见的数据库容器，还支持消息队列容器（如RabbitMQ、Kafka）、Web容器（如Tomcat、Jetty）等。如果测试的应用依赖于这些服务，就可以用对应的容器来提供真实的测试环境。

• 与测试框架集成：很好地集成了JUnit等流行的Java测试框架。在JUnit测试类中，可以通过简单的注解和方法调用就启动和使用容器。

使用示例

1. 添加依赖：在Maven项目的pom.xml文件中添加以下依赖：
<dependency>
<groupId>org.testcontainers</groupId>
<artifactId>testcontainers</artifactId>
<version>1.18.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.testcontainers</groupId>
<artifactId>junit - jupiter</artifactId>
<version>1.18.3</version>
</dependency>
2. 测试数据库交互（以MySQL为例）
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.testcontainers.containers.MySQLContainer;
import org.testcontainers.junit.jupiter.Container;
import org.testcontainers.junit.jupiter.Testcontainers;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertTrue;

@Testcontainers
public class DatabaseTest {
// 启动MySQL容器
@Container
public static MySQLContainer<?> mySQLContainer = new MySQLContainer<>("mysql:8.0")
.withDatabaseName("test_database")
.withUsername("test_user")
.withPassword("test_password");
@Test
public void testDatabaseConnection() throws SQLException {
// 获取容器的JDBC URL
String jdbcUrl = mySQLContainer.getJdbcUrl();
try (Connection connection = DriverManager.getConnection(jdbcUrl, "test_user", "test_password");
Statement statement = connection.createStatement()) {
// 执行一个简单的SQL查询
statement.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS test_table (id INT, name VARCHAR(255))");
int result = statement.executeUpdate("INSERT INTO test_table (id, name) VALUES (1, 'test')");
assertTrue(result > 0);
}
}
}
在这个示例中：