不看后悔，一文入门Go云原生微服务

Go云原生开发有着天然的优势，云原生系统需要可扩展、耦合、弹性可管理。Go微服务框架很多，包括：go–micro、go–zero、go–kit、go-kratos、tars-go、dubbo-go、jupiter等等…

Go 的设计就是为云原生时代构建的语言：简单高效、快速编译、支持现代网络和多核计算、支持高并发、内存安全,帮助用户专注于解决问题而不是受限于语言的复杂性。

打好基础

要想一文入门Go微服务还是需要有些前提条件的，打好基础：

1. 已经掌握了Golang的基础知识，如果基础薄弱，欢迎学习的我的Go语言学习专栏，查漏补缺。

2. 了解Protobuf，知晓相关知识点。
   补课可以阅读这篇文章：# 一文带你玩转ProtoBuf

3. 了解RPC的概念，知晓gRPC如何使用。可以阅读这2篇文章快速入门：# Go RPC入门指南：RPC的使用边界在哪里？如何实现跨语言调用？和 # 开发gRPC总共分三步。

微服务框架对比

我简单整理了一下，让大家先有个整体的认识：

简单横评各个框架

我计划系统的介绍2个微服务框架的入门和实战教程：“go-micro”和“go-zero”。

之所以选择这两个框架是因为：

1. 我司使用的go-micro，发现这个框架开发微服务够经典，够纯粹，非常适合入门学习微服务。

2. 通过和有经验的小伙伴交流，go-zero也是一个非常优秀的框架，在国内社区生态建设和维护上，完美适配国内开源的现状，社区非常活跃，使用率会越来越高。

go-zero的入门指南，在后面会为大家做分享，欢迎关注我。

微服务

概念

微服务是一种软件架构模式，用于将大型整体应用程序分解为更小的可管理独立服务，这些独立服务通过跨语言的协议进行通信，每个服务都专注于做好一件事情。

软件架构演进史

如果你对上面这段定义表示晦涩难懂，可以阅读这篇文章：# 给想转Go或者Go进阶同学的一些建议：

我结合自己的经历聊了聊软件架构演进史：从单机架构到集中式架构，再到当前主流的分布式微服务架构，介绍了微服务和领域驱动设计DDD的知识点。

简单理解

用我的话解释微服务就是：

把复杂的项目拆成微(小的)服务，明确服务与服务之间的边界，服务内部高内聚，服务之间松耦合。

微服务的好处

1. 降低开发难度：微服务架构使得团队各个成员只需要关注自己的业务，管理好自己的服务；
2. 独立部署：各个微服务之间可以分开部署，不影响其他服务的使用，上线部署不需要其他团队的配合支持。
3. 提高容错和容灾能力：微服务之间独立，最大程度降低一个服务对另外一个服务的影响；
4. 提高团队执行效率：各个团队独立开发、部署、维护项目，不需要等待其他团队的支持。
5. 提高项目复用性：微服务的架构设计，能将高复用利用到极致，不同的服务不会做同一件事情，避免资源浪费。
6. 降低企业成本：微服务支持跨语言、跨团队开发，不需要大规模的替换单体架构或者集中式架构中的工程师。

我们在了解微服务的好处之后，继续探究一下go-micro的特点，了解一下go-micro是如何实现微服务开发的：

go-micro概述

go-micro是一个简化分布式开发的微服务生态系统。它为开发分布式应用程序提供了基本的构建模块。

go-miro的设计哲学是：通过提供组件工具，明确微服务开发的边界，让我们专注于开发业务本身。

下面就重点介绍一下构成组件：

构成组件

Go Micro

• 用于在Go中编写微服务的插件式RPC框架。它提供了用于服务发现、客户端负载平衡、编码、同步和异步通信库。
• 这是我们学习go-micro最重要的库，我们开发微服务的重点也是编写RPC服务。

API

• 提供并将HTTP请求路由到对应微服务的API网关。它充当单个入口点，可以用作反向代理或将HTTP请求转换为RPC。
• 我们开发微服务项目，说到底是编写RPC服务，如何让外部请求可以访问到RPC服务呢？就是通过API

Sidecar

• 一种对语言透明的RPC代理（也就是和语言无关），具有go-micro作为HTTP端点的所有功能。虽然Go是构建微服务的优选语言，但商业项目中也经常使用其他语言一起开发微服务。因此Sidecar提供了一种将其他语言应用程序集成到Micro世界的方法。
• Sidecar又被称为服务网格，其作用是：第一，微服务治理与业务逻辑的解耦。第二，异构系统的统一治理。

Web

• 用于Micro Web应用程序的仪表板和反向代理。官方认为基于微服务建立web应用是通用场景，因此Web被视为微服务领域的一等公民。它的行为非常像API反向代理，另外也包括对web sockets的支持。
• 我们可以通过仪表盘直观的观察到微服务项目的运行情况，后面会重点介绍。

CLI

• 提供命令行界面让我们和微服务进行交互。CLI还可以使我们利用Sidecar作为代理。
• CLI是microservices toolkit micro的命令行界面，包括获取服务、查看服务、查询服务健康状态等功能；我们还可以通过Sidecar代理CLI。

Bot

• Hubot风格的bot。在我们的微服务平台中，可以通过Slack，HipChat，XMPP等进行交互。它通过消息传递提供CLI的功能。可以添加其他命令来自动执行常见的操作任务。
• 微型机器人Bot是一个位于微服务环境中的机器人，机器人是如何工作的呢？
• Bot使用它的命名空间监视服务注册中心的服务。默认名称空间是go.micro.bot。该名称空间内的任何服务都将自动添加到可用命令列表中。执行命令时，机器人将使用Command.Exec方法调用该服务。

总结

相比于GoFrame、Gin这类Web框架，我们发现微服务框架的组件构成更为复杂。

Go Micro是我们用于编写微服务的RPC框架，入门阶段重点理解Go Micro组件即可，其他的组件会在后续文章中详细介绍。

下面我们重点看一下Go Micro组件的架构：

Go Micro组件架构

Go Micro为微服务提供了基本的构建模块，其目标是简化分布式系统开发。

因为微服务是一种架构模式，Micro的架构思路是通过工具组件进行拆分，简化我们开发微服务项目的难度；Micro的设计哲学是可插拔的插件化架构。

Go-micro是微服务的独立RPC框架，也是我们学习go-micro的核心。

我们看下面的架构图：

• 最顶层是service，代表一个微服务
• 服务下面是两个端：客户端和服务端。（注意区分Service和Server，我在刚接触的时候混淆了这两个概念，service指的是服务；server服务端包含在service中，和client客户端一起作为service的底层支撑）
  • 服务端Server：用于构建微服务的接口，提供用于RPC请求的方法。
  • 客户端Client：提供RPC查询方法，它结合了注册表，选择器，代理和传输。它还提供重试机制，超时机制，使用上下文等，是我们入门阶段的重点。

架构图中最底层的组件对于初学微服务的同学肯定不熟悉，下面来重点介绍一下：

Registry注册中心

注册中心提供可插入的服务发现库，来查找正在运行的服务。 默认的实现方式是consul。

我们也可以很方便的修改为etcd，kubernetes等。毕竟可插拔是go-micro重要特性。

Selector负载均衡

Selector选择器实现go-micro的负载均衡机制。

原理是这样的：当客户端向服务器发出请求时，首先查询服务的注册中心，注册中心会返回一个正在运行服务的节点列表，选择器将选择这些节点中的其中一个用于查询请求。

多次调用选择器将使用平衡算法。目前的方法是循环法、随机哈希、黑名单。go-micro就是通过这种机制实现负载均衡的。

Broker事件驱动：发布订阅

Broker是发布和订阅的可插入接口。

微服务是一个事件驱动的架构，发布和订阅事件应该是一流的公民。目前的实现包括nats，rabbitmq和http。

Transport消息传输

传输是通过点对点传输消息的可插拔接口。

目前的实现是http，rabbitmq和nats。通过提供这种抽象，运输可以无缝地换出。

总结

以上这些就是go-micro RPC框架的底层支持组件。

我们了解微服务和go-micro的知识点后可能还是有些懵，这很正常，毕竟知识点过于密集。

快速入门

下面和我一起动手实践吧：

注意：go-micro版本不兼容的问题最被大家吐槽，下面我演示的依赖安装和示例代码，均以我司使用的go-micro v2版本。

我决定使用# 和大象装冰箱一样：开发gRPC总共分三步的示例，编写go-micro的入门示例：
通过原生开发gRPC和使用go-micro开发做个对比，你会发现使用go-micro开发微服务多么的简单。

我们参考go-micro的官方示例，实现一个问候服务，实现经典的Hello World：

准备工作

1. 安装micro v2

#安装go-micro
go get github.com/micro/go-micro/v2
#安装工具集
go get github.com/micro/micro/v2

2. 安装protobuf插件

#安装protobuf
go get github.com/golang/protobuf/{proto,protoc-gen-go}
#指定版本安装生成micro代码的工具集
go get github.com/micro/micro/v2/cmd/protoc-gen-micro

我们在编写proto文件之后，使用protoc-gen-go自动生成代码，所以需要提前安装好依赖。

3. 创建项目结构

我们在合适的目录创建项目目录，比如我选择在我的Go安装目录/Users/wangzhongyang/go/src/
新建go-micro目录，用于统一管理go-micro相关的项目。

cd /Users/wangzhongyang/go/src/
mkdir go-micro

在go-micro目录下创建helloworld目录，用于编写本次的演示项目。

cd go-micro
mkdir helloworld
cd helloworld

在helloworld目录下新建proto目录用于编写proto文件，另外创建main.go文件作为服务的入口文件：

touch main.go
mkdir proto

准备工作做好之后，下面开发微服务的步骤和“开发gRPC总共分三步”是一样的：

1. 写proto文件定义服务和消息
2. 使用protoc工具生成代码
3. 编写业务逻辑代码提供服务

1. 编写proto文件

我们在helloword/proto目录下 新建greeter.proto文件

编写proto文件和用什么微服务框架没有关系，我们都需要定义syntax、service和message

syntax = "proto3";

//pb是protoc 生成go文件的包名
option go_package ="./;pb";

service Greeter {
  rpc Hello(Request) returns (Response) {}
}

message Request {
  string name = 1;
}

message Response {
  string greeting = 1;
}

2. 使用protoc工具生成代码

我们打开控制台，切换到proto目录下，比如我的目录是：

cd  /Users/wangzhongyang/go/src/go-micro/helloworld/proto

执行自动生成代码命令：

注意：我们必须使用带有 micro plugin 的 protoc 编译它。

protoc --proto_path=. --micro_out=. --go_out=. greeter.proto

我们发现执行上述命令后，生成了pb.go文件和pb.micro.go文件。

但是有报错，不用担心，接着往下看：

2.1 解决报错

报错原因是因为没有导入依赖，我们在项目根目录下执行：

go mod init
go mod tidy

同步依赖后，发现报错消失了：

3. 编写业务逻辑代码提供服务

3.1 编写服务端

1. 我们直接在main.go中编写服务
2. import中的 proto 对应的目录改成自己的。你自己的module名称可以在go.mod中查看：

3. 关键代码已加注释，逻辑和# 开发gRPC总共分三步 的入门实践部分非常像。

package main

import (
   "context"
   "fmt"
   micro "github.com/micro/go-micro/v2"
   proto "go-micro/helloworld/proto" //注意这里：修改成你自己的
)

//定义结构体 作为方法调用方
type Greeter struct{}

//实现 .pb.micro.go中的Hello方法 定义rsp的返回值
func (g *Greeter) Hello(ctx context.Context, req *proto.Request, rsp *proto.Response) error {
   rsp.Greeting = "Hello " + req.Name
   return nil
}

func main() {
   //定义服务
   service := micro.NewService(
      micro.Name("greeter"),
   )
   
   //服务初始化
   service.Init()

   // 注册handler
   err := proto.RegisterGreeterHandler(service.Server(), new(Greeter))
   if err != nil {
      return
   }

   //启动服务
   if err := service.Run(); err != nil {
      fmt.Println(err)
   }
}

服务端编写好之后我们再编写客户端：

3.2 编写客户端

在项目根目录下，新建client目录，新建client.go文件，用于编写客户端代码

创建目录和文件：

mkdir client
cd client
touch client.go

编写代码：

1. 关键逻辑已经添加注释
2. NewGreeterService()和Hello()都是proto文件自动生成的的，定义在.pb.micro文件中

package main

import (
   "context"
   "fmt"
   micro "github.com/micro/go-micro/v2"
   proto "go-micro/helloworld/proto"
)

func main() {
   //创建一个新的服务 命名
   service := micro.NewService(micro.Name("greeter.client"))
   //服务初始化
   service.Init()

   //创建服务 绑定客户端 这个方法是在proto生成的文件中定义的
   greeter := proto.NewGreeterService("greeter", service.Client())

   //调用Hello方法 Hello方法同样是在proto生成的文件中定义的
   rsp, err := greeter.Hello(context.TODO(), &proto.Request{Name: "World"})
   if err != nil {
      fmt.Println(err)
   }

   //打印结果
   fmt.Println(rsp.Greeting)
}

我们来看一下 .pb.micro.go文件的源码，
重点看一下Hello方法：

到这里我们就编码完毕，看下执行效果：

3.3 启动服务，进行调用

1.先启动服务端

我们打开控制台，切换到项目根目录下，执行命令：

go run main.go

执行效果如下，服务端已经启动：

2.再启动客户端

我们另外打开一个控制台，启动客户端服务：

cd go-micro/helloworld/client/

go run client.go

执行效果如下，和我们预期的效果一样，成功的打印出了Hello World：

总结

分布式微服务架构已成趋势，越来越多的公司在从单体应用或集中式应用向分布式应用转型。开篇类比了主流Go微服务框架的特点，Go的微服务生态可以说是百家争鸣。

本文也介绍了微服务的特点和优势，go-micro的架构和构成组件；类比原生开发rpc项目，用go-micro实现了经典的Hello World问候服务，带大家入门了微服务开发。

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