【黑马程序员】——微服务全套——实战篇1

目录：

1. 微服务技术栈导学1
2. 微服务技术栈导学2
3. 认识微服务-服务架构演变
4. 认识微服务-微服务技术对比
5. 认识微服务-SpringCloud
6. 服务拆分-案例Demo
7. 服务拆分-服务远程调用
8. Eureka-提供者与消费者
9. Eureka-eureka原理分析
10. Eureka-搭建eureka服务
11. Eureka-服务注册
12. Eureka-服务发现
13. Ribbon–负载均衡原理
14. Ribbon–负载均衡策略
15. Ribbon-饥饿加载
16. Nacos-认识和安装Nacos
17. Nacos-快速入门
18. Nacos-服务多级存储模型
19. Nacos-NacosRule负载均衡
20. Nacos-服务实例的权重设置
21. Nacos-环境隔离
22. Nacos-Nacos和Eureka的对比

1.微服务技术栈导学1

为什么要学习微服务框架知识？

需要学习那些微服务知识?

 

2.微服务技术栈导学2 

需要学习那些微服务知识?

 

 

学习路径

 

3.认识微服务-服务架构演变

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）

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

分布式架构虽然降低了服务耦合，但是服务拆分时也有很多问题需要思考：

• 服务拆分的粒度如何界定？

• 服务之间如何调用？

• 服务的调用关系如何管理？

人们需要制定一套行之有效的标准来约束分布式架构。

 

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。

总结：

• 单体架构特点?
  • 简单方便，高度耦合，扩展性差，适合小型项目。例如:学生管理系统
• 分布式架构特点?
  • 松耦合，扩展性好，但架构复杂，难度大。适合大型互联网项目，例如:京东、淘宝
• 微服务:一种良好的分布式架构方案
  • 优点:拆分粒度更小、服务更独立、耦合度更低
  • 缺点:架构非常复杂，运维、监控、部署难度提高

4.认识微服务-微服务技术对比

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。

微服务技术对比：

企业需求

5.认识微服务-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
• SpringClaud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:

 

 

6.服务拆分-案例Demo

服务拆分注意事项

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

 

服务拆分示例

以课前资料中的微服务cloud-demo为例，其结构如下:

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

导入Sql语句:

首先，将课前资料提供的cloud-order.sql和cloud-user.sql导入到mysql中：  

cloud–user表中初始数据如下：

 

cloud-order表中初始数据如下：

 

cloud-order表中持有cloud–user表中的id字段。 

项目结构如下：

配置下项目使用的JDK：

 

7. 服务拆分-服务远程调用

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：

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

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

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

8.Eureka-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。

总结：

服务调用关系

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

9.Eureka-eureka原理分析

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？

 

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

10.Eureka-搭建eureka服务

因此，接下来我们动手实践的步骤包括：

首先搭建注册中心服务端：eureka-server，这必须是一个独立的微服务 

在cloud-demo父工程下，创建一个子模块：

填写模块信息：

然后填写服务信息：  

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>

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：

编写一个application.yml文件，内容如下：

 

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：

11.Eureka-服务注册

下面，我们将user-service注册到eureka-server中去。

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>

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

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：

 

不过，第一个是8081端口，第二个是8082端口。启动两个user-service实例：

查看eureka-server管理页面：

 

12.Eureka-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。

之前说过，服务发现、服务注册统一都封装在eureka-client依赖，因此这一步与服务注册时一致。

在order-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>

服务发现也需要知道eureka地址，因此第二步与服务注册一致，都是配置eureka信息：

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

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。

13.Ribbon-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？  

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。

我们进行源码跟踪：

 

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.loadBalancer`是`LoadBalancerClient`类型，我们继续跟入。

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。

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:

我们继续跟入：

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。

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

14.Ribbon-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：

• 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();
}

• 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。

15.Ribbon-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: true
    clients: userservice

16.Nacos-认识和安装Nacos

【黑马程序员】——微服务全套——Nacos安装指南-CSDN博客

17.Nacos-快速入门 

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

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>

注意：不要忘了注释掉eureka的依赖。

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

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848

注意：不要忘了注释掉eureka的地址

重启微服务后，登录nacos管理页面，可以看到微服务信息：

18.Nacos-服务多级存储模型

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：  

杭州机房内的order-service应该优先访问同机房的user-service。  

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

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        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：

我们再次复制一个user-service启动配置，添加属性：

-Dserver.port=8083 -Dspring.cloud.nacos.discovery.cluster-name=SH

 启动UserApplication3后再次查看nacos控制台：

19.Nacos-NacosRule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:8848
      discovery:
        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 

20.Nacos-服务实例的权重设置

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

21.Nacos-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

 

 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：

 

然后，填写表单：

就能在页面看到一个新的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:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ
        namespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间，填ID

重启order-service后，访问控制台，可以看到下面的结果：

 

此时访问order-service，因为namespace不同，会导致找不到userservice，控制台会报错

22.Nacos-Nacos和Eureka的对比

Nacos的服务实例分为两种类型：

• 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