SpringCloud全系列知识（1）——初识微服务和注册中心

SpringCloud（1）— 初识微服务和注册中心

一 基础框架图

1.微服务技术栈

2.技术栈分类

二 认识微服务

1.单体架构

将业务功能集中在一个项目中，打成一个包部署。
优点：架构简单，部署成本低。

缺点：耦合度高

2.分布式架构

根据业务功能对系统进行拆分，每个业务作为独立项目开发，称之为一个服务。
优点：降低耦合度，有利于服务升级拓展

1.微服务

经过良好架构设计的分布式架构方案，微服务的特征：
1.单一职责：微服务拆分粒度更小，每个服务对应一种能力，做到单一职责，避免重复开发
2.面向服务：微服务对外暴露业务接口
3.自治：团队独立，技术独立，数据独立，部署独立
4.隔离性强：服务做好隔离，容错，降级，避免出现级联失败

总结：为实现 “高内聚，低耦合”
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，部署等都将变得困难

2.技术落地

当前主要为 SpringCloud,Alibaba的Dubbo 和 SpringCloudAlibaba。

三 SpringCloud框架介绍

1.SpringCloud是目前使用最广泛的微服务框架
2.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。

1.拆分注意

1.不同微服务，不应该重复开发相同业务

2.数据独立，不调用其他服务的数据库

3.将自己的作为接口暴露，供其他微服务访问

核心：单一职责

2.调用方式-RestTemplate

Spring提供的远程调用工具类，需要注册到Bean中以后再使用。

可以实现各个服务之间的相互调用

3.提供者与消费者

1.提供者：业务中被其他服务所调用的服务称之为提供者，即提供服务给其他微服务

2.消费者：业务中调用其他微服务的服务称之为消费者。

实际业务中，每个微服务的提供者或消费者身份是根据实际情况互相转换的。

四 Eureka注册中心

1.核心问题

服务消费者该如何知道众多服务提供者的地址以及是否可用？

2.Eureka注册中心的作用

记录和管理，所有服务的地址及状态

3.实现原理

eureka与各个微服务之间通过“心跳”续约，保证下发给消费者的微服务地址都是可用的。

4.官方地址 : GitHub - Netflix/eureka

1.搭建 Eureka Server

1.引入 Eureka Server依赖

<dependency>
   <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-serverartifactId>
dependency>
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或者在使用Spring initializr 创建项目时直接勾选

2.配置Eureka

1.在启动类中加入EurekaServer的注解

@EnableEurekaServer
1

2.在配置文件中配置Eureka相关参数

# 实现Eureka服务自身的注册
server:
  port: 10086
spring:
  application:
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    # Eureka服务的注册地址
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:10086/eureka/
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3.浏览器访问 http://localhost:10086

3.注册微服务

1.引入依赖

 <dependency>
    <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-clientartifactId>
dependency>
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或者在使用Spring initializr 创建项目时直接勾选

由于各个版本不完全一致，建议通过 Spring initializr 直接勾选添加

2.在各个服务的配置文件中配置eureka的服务地址

eureka:
  client:
    # Eureka服务的注册地址
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:10086/eureka/
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3.在启动类中加入 @EnableEurekaClient 注解

#部分版本已经做了整合，此步骤非必须，视情况而定
@EnableEurekaClient
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4.一个服务启动多个实例

复制配置文件后，为避免端口号冲突，应使用 -Dserver.port=xxx 修改端口号

-Dserver.port=[new port]

启动服务成功后，刚复制的服务将出现在服务列表中。

5.负载均衡

1.使用 RestTemplate 访问其他微服务时，可以使用 @LoadBalanced 注解快速实现负载均衡

@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate(){
    return new RestTemplate();
}
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2.调用实现时将不再使用具体的 Host+ port 地址，而是使用服务名称进行访问。

@GetMapping("/{id}")
public Order get(@PathVariable Integer id){
    Order order = orderService.getById(id);
    //String url="http://localhost:8082/user/"+order.getUserId();
    // 此处使用服务名称 cloud_user 进行访问
    String url="http://cloud_user/user/"+order.getUserId();
    User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
    order.setUser(user);
    return order;
}
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3.踩坑笔记

配置文件中的服务名称，不要使用下划线（_），否则 RestTemplate 通过服务名称调用时将无法识别。

2.Ribbon负载均衡

1.Ribbon负载均衡流程

2.负载均衡策略

1.Ribbon中的负载均衡策略

2.定义负载均衡规则

1.通过 实现 IRule 定义规则

// 通过 IRule 配置的负载均衡规则将作用于所有微服务的提供者
@Bean
public IRule rule(){
    //实现随机规则
    return new RandomRule();
}
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2.通过配置文件定义规则

eureka:
  client:
    # Eureka的地址信息
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:10086/eureka/
# 为指定服务配置负载均衡规则
cloud-user: # 微服务名称
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则
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3.饥饿加载

Ribbon默认采用的是懒加载，即第一次访问时才会创建LoadBalanceClient,请求时间较长。

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，通过一下配置开启饥饿加载：

# 为指定服务配置负载均衡规则
cloud-user: # 微服务名称
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则
ribbon:
  # 饥饿加载
  eager-load:
    #需要饥饿加载的微服务名
    clients: cloud-user
    #开启
    enabled: true
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使用 RestTemplate 用于负载均衡时 必须使用 @LoadBalanced 注解

五 Nacos注册中心

由 Alibaba 开发的微服务注册中心，比Eureka功能更加丰富，完善。

GitHub网址：home (nacos.io)

下载地址：Releases · alibaba/nacos (github.com)

文档地址：Nacos 快速开始

1.运行Nacos

1.standalone代表着单机模式运行，非集群模式

Windows下运行：startup.cmd -m standalone

Linux/Unix/Mac：sh startup.sh -m standalone

2.浏览器访问 http://localhost:8848/nacos，即可打开nacos的登录界面，第一次打开会比较缓慢。默认端口为8848。

3.默认配置可通过配置文件进行修改，若端口被占用，打开配置文件修改即可。

默认的账号密码均为 nacos

2.服务发现

1.引入 SpringCloudAlibaba 的坐标 和 Nacos客户端的坐标

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependenciesartifactId>
    <version>${spring-cloud-alibaba.version}version>
    <type>pomtype>
    <scope>importscope>
dependency>
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 <dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
dependency>
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或者在使用Spring initializr 创建项目时直接勾选，便可自动引用

2.在服务器中配置Nacos的相关信息

server:
  port: 8081
spring:
  application:
    # 服务名称
    name:  alibaba-order
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud_order?serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8
    username: root
    password: 123456
  cloud:
   # nacos的主要配置信息如下：
    nacos:
      discovery:
        # 注册中心地址
        server-addr: http://localhost:8848
        # 名称空间
        namespace: public
        # 注册中心的账号及密码
        username: nacos
        password: nacos
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3.配置完成以后便可以在 nacos 注册中心发现名为 alibaba-order 的服务了

3.分级存储模型

分级存储的意义：

1.当某一个集群瘫痪时，可以立即启用另一个集群。起到容灾的作用。

2.尽可能访问距离自己较近的服务，使得访问距离更短，延迟更低，速度更快。

1.Nacos分级存储的配置

cloud:
  nacos:
    server-addr: http://localhost:8848
    discovery:
      namespace: public
      username: nacos
      password: nacos
      # 通过 cluster-name 属性设置服务所在的集群区域
      cluster-name: xian
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2.优先本地集群

优先使用本地集群（同集群）的服务，需要通过设置负载均衡规则实现，本地集群没有可用服务时才回去其他集群调用服务，同时会给出警告信息。

alibaba-user: # 微服务名称
  ribbon:
    # 使用 NacosRule 作为负载均衡规则，将优先使用同一集群内的服务
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule
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或者使用 IRule 实现统一配置

@Bean
public IRule rule(){
    return new NacosRule();
}
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Nacos的访问特点：

优先使用本地集群的服务，且访问规则是随机，并非轮询。

3.权重配置

通过配置权重，将决定服务所承担的请求量比重，权重越高则被访问的几率和次数越多。

在实际使用中，配置高的服务器可使用更大的权重值来承担更多的访问量。另外权重为0时，服务器将不会被访问。

权重为0可用于服务的平滑升级，整个过程中用户是无感知的。

4.环境隔离-NameSpace

Nacos中的服务存储和数据存储的最外层是名为 namespace 的层，用来做最外层隔离

通过命名空间，可用于做开发环境和测试环境的隔离。不同命名空间的服务不允许相互访问

通过命名空间，可用于做开发环境和测试环境的隔离。不同命名空间的服务不允许相互访问（不可见）。

命名空间的配置，通过在项目的配置文件中使用命名空间的ID来设置

cloud:
  nacos:
    server-addr: http://localhost:8848
    discovery:
      # 使用 nacos 的命名空间的ID来设置，而并非名称
      namespace: 77cb474b-03a8-405a-b4f0-cdd5d954af7a
      username: nacos
      password: nacos
      cluster-name: xian
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1.Nacos细节分析

1.服务消费者定时拉取（pull）服务提供者缓存信息，间隔30秒。Nacos注册中心也会定时向服务消费者推送（push）服务列表。

2.Nacos中实例分为 临时实例 和 非临时实例。

3.对于临时实例，服务提供者间隔 指定时间 发送新跳到Nacos注册中心。服务提供者未发送心跳时会被Nacos从服务列表中剔除。

4.对于非临时实例，不通过心跳来维持与Nacos注册中心的联系，由Nacos主动发送请求去检测服务提供者是否健康。且服务提供者宕机时并不会被Nacos剔除。

5.设置实例为非临时实例，通过配置文件来设置。

nacos:
  server-addr: http://localhost:8848
  discovery:
    namespace: public
    username: nacos
    password: nacos
    cluster-name: xian
    # 通过 ephemeral 属性，设置该实例为非临时实例
    ephemeral: false
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非临时实例变更为临时实例时，需要调用Nacos开放文档中的注销API,注销成功后再在Nacos上删除才可正常启动

6.非临时实例宕机时不会被Nacost剔除，而是给出警示色。

2.集群方式

Nacos默认采用AP方式，当集群中存在非临时实例时，使用CP模式；

Eureka采用AP方式；

AP方式注重服务的可用性，CP模式注重服务的一致性和可靠性