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服务架构的种类以及优缺点

单体架构

定义

  • 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。
  • 应用场景如:超市管理系统,学生管理系统,并发量很小的场景

    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)

  • 技术栈受限

image.png

分布式架构

定义

  • 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。

    优点

  • 降低服务耦合

  • 有利于服务升级和拓展
  • 技术栈不受限

    缺点

  • 服务调用关系错综复杂,难度大。例如:京东、淘宝

image.png

微服务架构说明

概述

  • 微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案 。

    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

    优点

  • 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

    缺点

  • 架构非常复杂,运维、监控、部署难度提高

    结构体现

    image.png

    组件实现

    image.pngSpringCloud说明

    概述

  • 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,从而提供了良好的开箱即用体验。
  • SpringCloud是微服务分布式架构的一站式==解决方案==,集成了各种优秀微服务功能组件

    常见组件

    image.png

    SpringCloud与SpringBoot的版本关联

  • SpringCloud底层是依赖于SpringBoot的,并且有版本的兼容关系,如下:

image.png

SpringCloudAlibaba版本说明

image.png

Eureka相关介绍

结构体系

image.png

相关问题的解答

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

开发步骤

image.png**image.png

搭建eureka-server

创建eureka-server服务

  • 在cloud-demo父工程下,创建一个子模块:

image.png

  • 填写模块信息:

image.png

  • 然后填写服务信息:

image.png

引入eureka依赖

  • 引入SpringCloud为eureka提供的starter依赖:

    1. <dependency>
    2. <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    3. <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
    4. </dependency>

    编写启动类

  • 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: ```java package cn.itcast.eureka;

import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;

@SpringBootApplication @EnableEurekaServer public class EurekaApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args); } }

<a name="hPyhj"></a>
#### 编写配置文件

- **编写一个application.yml文件,内容如下:**
```java
server:
  port: 10086
spring:
  application:
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
    register-with-eureka: false # 不注册自己
    fetch-registry: false #不拉取服务本eureka服务中的服务信息

启动服务

image.png

服务注册

引入依赖

  • 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>
    

    配置文件

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

    spring:
    application:
      name: userservice
    eureka:
    client:
      service-url:
        defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
    instance: # 在Eureka中显示服务的ip地址
      ip-address: 127.0.0.1 # 配置服务器ip地址
      prefer-ip-address: true # 更倾向于使用ip,而不是host名
      instance-id: ${eureka.instance.ip-address}:${server.port} # 自定义实例的id
    
  • 在启动类上添加注解:(SpringCloud 2.2.x版本后,此步骤可以省略掉) ```java package cn.itcast.user;

import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan; import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@MapperScan(“cn.itcast.user.mapper”) @SpringBootApplication @EnableDiscoveryClient public class UserApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(UserApplication.class, args); } }

<a name="yp9zk"></a>
#### 启动多个user-service实例

- **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:**

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653840002687-beb01a01-6ef8-414d-a21d-333d4211d77b.png#clientId=u5c8411b0-2812-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=224&id=u0494251e&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=224&originWidth=415&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=71852&status=done&style=none&taskId=u73b30b58-b49e-4381-bedd-20617144268&title=&width=415)

- **然后,在弹出的窗口中,填写信息:**

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653840035069-67dfd31d-9270-4bba-9272-d0129656d51f.png#clientId=u5c8411b0-2812-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=544&id=u0cdbaa91&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=544&originWidth=667&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=71114&status=done&style=none&taskId=u1b1ccd97-874e-4ae0-a0f3-def7a695229&title=&width=667)

- **现在,SpringBoot窗口会出现两个user-service启动配置:**

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653840073037-4c30d083-314b-4668-ac46-0e2936adc822.png#clientId=u5c8411b0-2812-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=181&id=u37d1e33b&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=181&originWidth=391&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=30610&status=done&style=none&taskId=u77d6e9b5-fd77-42d6-aae1-dd34d598514&title=&width=391)

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

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653840114681-fcfbdf53-6b0e-4bc0-b65c-e6e850422bc9.png#clientId=u5c8411b0-2812-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=140&id=u167ec7b5&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=140&originWidth=373&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=24606&status=done&style=none&taskId=u03ebf1b4-c5ba-42c7-a7e9-2b082b1cf07&title=&width=373)

- **查看eureka-server管理页面:**

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653840136765-de09dc70-114c-42d7-bbe2-33ac0b3d3b3a.png#clientId=u5c8411b0-2812-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=101&id=ub5859d3c&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=101&originWidth=667&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=25478&status=done&style=none&taskId=ub1038b16-cde0-4094-9569-38b1a64cb06&title=&width=667)
<a name="rUgIf"></a>
### 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。**
<a name="sTV8K"></a>
#### 引入依赖

- **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:**
```java
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

配置文件

  • 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:

    spring:
    application:
      name: orderservice
    eureka:
    client:
      service-url:
        defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
    

    服务拉取和负载均衡

  • 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:

image.png

  • 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:
    image.png
  • 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。

    Ribbon负载均衡

    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。

image.png

  • 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:

image.png
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

    负载均衡策略

  • 负载均衡的规则都定义在IRule接口中,而IRule有很多不同的实现类:

image.png

  • 不同规则的含义如下: | 内置负载均衡规则类 | 规则描述 | | —- | —- | | RoundRobinRule | 简单轮询服务列表来选择服务器。 | | AvailabilityFilteringRule | 对以下两种服务器进行忽略: (1)在默认情况下,这台服务器如果3次连接失败,这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续30秒,如果再次连接失败,短路的持续时间就会几何级地增加。 (2)并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高,配置了AvailabilityFilteringRule规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限,可以由客户端的..ActiveConnectionsLimit属性进行配置。 | | WeightedResponseTimeRule | 为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长,这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器,这个权重值会影响服务器的选择。 | | ZoneAvoidanceRule | 以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类,这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。 | | BestAvailableRule | 忽略那些短路的服务器,并选择并发数较低的服务器。 | | RandomRule | 随机选择一个可用的服务器。 | | RetryRule | 重试机制的选择逻辑 |

  • 默认的实现就是ZoneAvoidanceRule,是一种轮询方案

  • RandomRule不安全,且存在严重不足,其使用了死循环

    自定义负载均衡策略

    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OrderApplication中,添加新的配置也可以修改规则:

    @Bean
    public IRule rule() {
      return new NacosRule();
    }
    

    注意,一般用默认的负载均衡规则不做修改

    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:

    #订单服务中添加(order-service)
    ribbon:
    eager-load:
      enabled: true
      clients: userservice
    

    客户端负载均衡与服务端负载均衡

    区别

  • 知道服务端IP地址的负载均衡策略属于客户端负载均衡,代表:Ribbon

  • 反之为服务端负载均衡,代表:Nginx

    Nacos相关说明

    认识和安装Nacos

  • Nacos是阿里巴巴的产品,现在是SpringCloud中的一个组件。相比Eureka功能更加丰富,在国内受欢迎程度较高。

image.png

  • 在虚拟机中,拉取镜像

    docker pull nacos/nacos-server:1.4.1
    
  • 基于Docker安装并启动nacos

    docker run --env MODE=standalone --name nacos -d -p 8848:8848 nacos/nacos-server:1.4.1
    
  • 访问nacos ip:8848/nacos 默认账号密码是nacos/nacos**

    服务注册到nacos

    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

    引入依赖

  • 在cloud-demo父工程的pom文件中的中引入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。

    配置nacos地址

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

    spring:
    cloud:
      nacos:
        server-addr: 192.168.94.129:8848
    

    注意:不要忘了注释掉eureka的地址

    重启

  • 重启微服务后,登录nacos管理页面,可以看到微服务信息:

image.png

服务分级

服务分级存储模型

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

给user-service配置集群

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

    spring:
    cloud:
      nacos:
        server-addr: 192.168.94.129:8848
        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:

image.png

  • 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
    
  • 配置如图所示:
    image.png

image.png

同集群优先的负载均衡

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。

  • 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: l192.168.94.129:8848
       discovery:
         cluster-name: HZ # 集群名称
      
  • 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
      

      权重配置

  • 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:

image.png

  • 在弹出的编辑窗口,修改权重:

image.png
注意:如果权重修改为0,则该实例不被访问

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

    创建namespace

  • 默认情况下,所有service、data、group都在同一个namespace,名为public:

image.png

  • 我们可以点击页面新增按钮,添加一个namespace:

image.png

  • 然后,填写表单:image.png
  • 就能在页面看到一个新的namespace:

image.png

给微服务配置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:

image.png

image.png

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

    nacos配置中心

    使用原因:

  • 配置维护信息强

  • 配置复用性好

    配置中心使用步骤

    在nacos中添加配置文件

    image.png

  • 然后在弹出的表单中,填写配置信息:

image.png
注意:项目的核心配置,需要热更新的配置才有放到nacos管理的必要。基本不会变更的一些配置还是保存在微服务本地比较好。

从微服务拉取配置

  • 微服务要拉取nacos中管理的配置,并且与本地的application.yml配置合并,才能完成项目启动。
  • 但如果尚未读取application.yml,又如何得知nacos地址呢?
  • 因此spring引入了一种新的配置文件:bootstrap.yaml文件,会在application.yml之前被读取,流程如下:

image.png

  • 引入nacos-config依赖
  • 首先,在user-service服务中,引入nacos-config的客户端依赖:

    <!--nacos配置管理依赖-->
    <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
    </dependency>
    
  • 添加bootstrap.yaml

  • 然后,在user-service中添加一个bootstrap.yaml文件,内容如下: ```java spring: application: name: userservice # 服务名称 cloud: #nacos注册中心配置内容 nacos:
    discovery:
      server-addr: 192.168.94.129:8848
      cluster-name: HZ
      #开发环境的区别
      namespace: 73be46a4-c53c-4b10-a68f-205698afef0e
      #区分统一环境下的不同项目组
      group: cloud_project
    config:
      server-addr: 192.168.94.129:8848
      cluster-name: HZ
      namespace: 73be46a4-c53c-4b10-a68f-205698afef0e
      group: cloud_project
      file-extension: yml
    

修改日志级别,可以显示出读取的配置信息

logging: level: cn.itcast: debug com: alibaba: cloud: nacos: client: debug


- **读取nacos配置**
- **在user-service中的UserController中添加业务逻辑,读取pattern.dateformat配置:**

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653920444457-7de19945-0f7a-4632-8d49-3627601aa380.png#clientId=u24a70afd-29eb-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=576&id=u40aee52b&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=576&originWidth=849&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=719867&status=done&style=none&taskId=u98d1274f-dace-4cab-9ce1-d0e48c1c3cd&title=&width=849)

- **完整代码**
```java
package cn.itcast.user.web;

import cn.itcast.user.pojo.User;
import cn.itcast.user.service.UserService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.format.annotation.DateTimeFormat;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Value("${pattern.dateformat}")
    private String dateformatStr;

    /**
     * 路径: /user/110
     *
     * @param id 用户id
     * @return 用户
     */
    @GetMapping("/{id}")
    public User queryById(@PathVariable("id") Long id) {
        return userService.queryById(id);
    }

    @GetMapping("/date")
    public String queryConfigByNacos() {
        return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(dateformatStr));
    }
}
  • 访问页面,得到的效果

image.png

配置热更新

  • 我们最终的目的,是修改nacos中的配置后,微服务中无需重启即可让配置生效,也就是配置热更新。

    方案一

  • 在@Value注入的变量所在类上添加注解@RefreshScope:

image.png

方式二

  • 使用@ConfigurationProperties注解代替@Value注解。
  • 在user-service服务中,添加一个类,读取patterrn.dateformat属性: ```java package cn.itcast.user.config;

import lombok.Data; import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties; import org.springframework.stereotype.Component;

@Component @Data @ConfigurationProperties(prefix = “pattern”) public class PatternProperties { private String dateformat; }


- **在UserController中使用这个类代替@Value:**

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653921301326-8ba2abd1-bf59-40f3-811b-9c1301ee21a2.png#clientId=u24a70afd-29eb-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=591&id=ubf5d59e3&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=591&originWidth=836&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=720840&status=done&style=none&taskId=u0d88654b-9352-4e0a-acb7-f0b73066e2e&title=&width=836)

- **完整代码:**
```java
package cn.itcast.user.web;

import cn.itcast.user.pojo.PatternProperties;
import cn.itcast.user.pojo.User;
import cn.itcast.user.service.UserService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.context.config.annotation.RefreshScope;
import org.springframework.format.annotation.DateTimeFormat;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
//热部署注解
@RefreshScope
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    //方式一
    /*@Value("${pattern.dateformat}")
    private String dateformatStr;*/

    //方式二
    @Autowired
    private PatternProperties patternProperties;

    /**
     * 路径: /user/110
     *
     * @param id 用户id
     * @return 用户
     */
    @GetMapping("/{id}")
    public User queryById(@PathVariable("id") Long id) {
        return userService.queryById(id);
    }

    @GetMapping("/date")
    public String queryConfigByNacos() {
        String dateformat = patternProperties.getDateformat();
        return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(dateformat));
    }
}

多环境支持

项目开发过程中,可能会存在多种环境,并且每一种环境所设置的配置都是不同的。nacos可以同时支持多环境配置,可以满足生产环境下的需求。

  • 不同的开发环境:namespace 区分
  • 不同的开发组:group 区分
  • 不同的项目: Data Id 区分
  • 不同种类的配置:profile

image.png

  • 只需要在nacos配置中心中根据dataId进行区分即可。dataId 完整的拼接格式如下:

    ${prefix}-${spring.profiles.active}.${file-extension}
    

    image.png
    image.png

    共享配置

  • 在微服务开发时,多个微服务都会遇到配置相同的配置信息,在nacos中的dataid中配置与会有配置冗余的情况。

image.png

  • Nacos也为各个服务提供共享配置信息,如下图:

image.png

  • 读取配置先后顺序,先读取公共,后读取自己的服务配置,如图:

image.png
ps:如果服务读取公共配置时,想修改公共配置的某个信息,只需要在自己的服务配置中修改即可

服务操作步骤:

  • 在nacos中添加 datasource-config.yml

image.png

  • 在user-service和order-service的bootstrap.yml文件中添加内容

    spring:
    cloud:
      nacos:
        config:
          #添加公共配置信息
          shared-configs:
            - dataId: datasource-config.yml
              group: cloud_project
    

    配置持久化

    nacos对于服务的配置信息保存到了自己内部的数据库:derby,一般在开发环境下需要让nacos读取外部数据库配置信息,方便后期的维护:
    image.png
    操作步骤:

  • 导出查询结果

image.png

  • mysql中新建nacos_config数据库,并执行资料/nacos持久化下的nacos-mysql.sql
  • 参考github:https://github.com/alibaba/nacos/blob/master/distribution/conf/nacos-mysql.sql
  • 进入nacos容器

    docker exec -it nacos /bin/bash
    
  • 修改conf目录下application.properties

    spring.datasource.platform=mysql
    db.num=1
    db.url.0=jdbc:mysql://自己的ip:3306/nacos_config?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true
    db.user=root
    db.password=自己的密码
    

    记得将文件中的原有配置注释掉,要不然会和上面新增配置内容冲突,可以查考今天下发资料中的application.properties 文件。

  • 重启nacos容器 ```java docker restart nacos

查看nacos的日志

docker logs -f nacos

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653927439455-f502c727-e542-427f-9bdc-95c9697c1fc9.png#clientId=u24a70afd-29eb-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=282&id=u52140eac&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=282&originWidth=900&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=299006&status=done&style=none&taskId=u8bb0432b-a5fa-43f6-8115-6b35a79f8ef&title=&width=900)

- **导入配置**

注意:

- 访问nacos可以发现,配置中心中没有了配置内容,因为nacos已经连接了mysql,mysql中并没有配置文件
- 在进行配置之前一定要将潮汛结果导出
<a name="tYxDM"></a>
## Feign远程调用
<a name="pmP1G"></a>
### Feign替代RestTemplate使用步骤
<a name="XhJTI"></a>
#### 引入依赖

- **我们在order-service服务的pom文件中引入feign的依赖:**
```java
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

添加注解

  • 在order-service的启动类添加注解开启Feign的功能:

image.png

编写Feign的客户端

  • 在order-service中新建一个接口,内容如下: ```java package cn.itcast.order.client;

import cn.itcast.order.pojo.User; import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

//这里value = 被调用方的服务名称(注册中心中的名称) @FeignClient(value = “userservice”) public interface UserFeignClient { @GetMapping(“/user/{id}”) User queryById(@PathVariable(“id”) Long id); }


- **这个客户端主要是基于SpringMVC的注解来声明远程调用的信息,比如:**
   - **服务名称:userservice**
   - **请求方式:GET**
   - **请求路径:/user/{id}**
   - **请求参数:Long id**
   - **返回值类型:User**
- **这样,Feign就可以帮助我们发送http请求,无需自己使用RestTemplate来发送了。**
<a name="cPgSR"></a>
#### 测试

- **修改order-service中的OrderService类中的queryOrderById方法,使用Feign客户端代替RestTemplate:**

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653959006780-d01555ae-9387-48ae-9ca2-a83dd0f9426b.png#clientId=u24a70afd-29eb-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=738&id=uaa365191&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=738&originWidth=721&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=781241&status=done&style=none&taskId=ubd2b564b-e659-450a-a010-f705bef355b&title=&width=721)<br />![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653960243500-fc665c01-4982-498f-9d66-f3d316070992.png#clientId=u24a70afd-29eb-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=353&id=u6509a195&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=353&originWidth=475&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=23614&status=done&style=none&taskId=u42cafce0-75a1-4681-99f7-1e76e605b35&title=&width=475)
<a name="dnyXv"></a>
#### 总结:**使用Feign的步骤:**
**① 引入依赖**<br />**② 添加@EnableFeignClients注解**<br />**③ 编写FeignClient接口**<br />**④ 使用FeignClient中定义的方法代替RestTemplate**
<a name="eb6Ur"></a>
### 日志级别配置
<a name="EQQsH"></a>
#### 配置文件方式

- **基于配置文件修改feign的日志级别可以针对单个服务:**
```java
feign:  
  client:
    config: 
      userservice: # 针对某个微服务的配置
        loggerLevel: FULL #  日志级别
  • 也可以针对所有服务:

    feign:  
    client:
      config: 
        default: # 这里用default就是全局配置,如果是写服务名称,则是针对某个微服务的配置
          loggerLevel: FULL #  日志级别
    
  • 而日志的级别分为四种:

    • 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BASIC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。

      Java代码方式

  • 也可以基于Java代码来修改日志级别,先声明一个类,然后声明一个Logger.Level的对象:

    public class DefaultFeignConfiguration  {
      @Bean
      public Logger.Level feignLogLevel(){
          return Logger.Level.BASIC; // 日志级别为BASIC
      }
    }
    
  • 如果要全局生效,将其放到启动类的@EnableFeignClients这个注解中:

image.png

  • 如果是局部生效,则把它放到对应的@FeignClient这个注解中:

image.png

优化调用性能

  • Feign底层发起http请求,依赖于其它的框架。其底层客户端实现包括:
    • URLConnection:默认实现,不支持连接池
    • Apache HttpClient :支持连接池
    • OKHttp:支持连接池
  • 因此提高Feign的性能主要手段就是使用连接池代替默认的URLConnection。这里我们用Apache的HttpClient来演示。
  • 引入依赖在order-service的pom文件中引入Apache的HttpClient依赖:

    <!--httpClient的依赖 -->
    <dependency>
      <groupId>io.github.openfeign</groupId>
      <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
    </dependency>
    
  • 配置连接池,在order-service的application.yml中添加配置:

    feign:
    httpclient:
      enabled: true # 开启feign对HttpClient的支持
      max-connections: 200 # 最大的连接数
      max-connections-per-route: 100 # 每个路径的最大连接数
    
  • 接下来,在FeignClientFactoryBean中的loadBalance方法中打断点:

image.png

  • Debug方式启动order-service服务,可以看到这里的client,底层就是Apache HttpClient:

image.png

总结

  • Feign的优化:

    • 日志级别尽量用basic
    • 使用HttpClient或OKHttp代替URLConnection
      • 引入feign-httpClient依赖
      • 配置文件开启httpClient功能,设置连接池参数

        最佳实践

        所有的服务都需要添加feign的依赖、注解、接口等,代码发生了冗余
        image.png

        抽取方式

  • 将Feign的Client抽取为独立模块,并且把接口有关的POJO、默认的Feign配置都放到这个模块中,提供给所有消费者使用。

  • 例如,将UserClient、User、Feign的默认配置都抽取到一个feign-api包中,所有微服务引用该依赖包,即可直接使用。

image.png

实现基于抽取的最佳实践

抽取
  • 首先创建一个module,命名为feign-api:
  • 在feign-api中然后引入feign的starter依赖
  • 然后,order-service中编写的UserClient、User、DefaultFeignConfiguration都复制到feign-api项目中

    在order-service中使用feign-api
  • 首先,删除order-service中的UserClient、User、DefaultFeignConfiguration类或接口。

  • 将OrderApplication中的@EnableFeignClients注解删除。
  • 在order-service的pom文件中中引入feign-api的依赖:

    <dependency>
      <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
      <artifactId>feign-api</artifactId>
      <version>1.0</version>
    </dependency>
    
  • 修改order-service中的所有与上述三个组件有关的导包部分,改成导入feign-api中的包

    重启测试

  • 重启后,发现服务报错了:

    • 这是因为UserClient现在在cn.itcast.feign.clients包下,而order-service无@EnableFeignClients注解,也无法扫描到UserClient的Feign接口。

image.png

解决扫描包问题

这里为了让引入 feign-api 工程的项目完全忽略Feign的配置和依赖,这里可以在 feign-api 添加 springboot自动装配原理来自动的加载 Feign相关实例内容,步骤如下:

  • 在 feign-api 的包下添加 FeignConfig 配置类 ```java package cn.itcast.feign.config;

import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients; import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**

  • *
  • @Description: */ @Configuration @EnableFeignClients(basePackages = {“cn.itcast.feign.client”}) public class FeignConfig { } ```
  • 在 feign-api 工程下添加 spring.factories 配置文件:在 feign-api 中 resource 下添加 META-INF/spring.factories 文件,并编写下面内容

    org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=cn.itcast.feign.config.FeignConfig
    

    image.png

    Gateway服务网关

    核心功能

  • 请求路由

  • 权限控制
  • 限流

image.png

  • 权限控制:网关作为微服务入口,需要校验用户是是否有请求资格,如果没有则进行拦截。
  • 路由和负载均衡:一切请求都必须先经过gateway,但网关不处理业务,而是根据某种规则,把请求转发到某个微服务,这个过程叫做路由。当然路由的目标服务有多个时,还需要做负载均衡。
  • 限流:当请求流量过高时,在网关中按照下流的微服务能够接受的速度来放行请求,避免服务压力过大。

    网关路由的流程图

    image.png

    Getway快速入门

    创建gateway服务,引入依赖

    image.png
    <!--网关-->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
    </dependency>
    <!--nacos服务发现依赖-->
    <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    

    编写启动类

    ```java package cn.itcast.gateway;

import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication public class GatewayApplication {

public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
}

}

<a name="A6NP3"></a>
#### 编写基础配置和路由规则

- **创建application.yml文件,内容如下:**
```java
server:
  port: 10010 # 网关端口
spring:
  application:
    name: gateway # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos地址
    gateway:
      routes: # 网关路由配置
        - id: user-service # 路由id,自定义,只要唯一即可
          # uri: http://127.0.0.1:8081 # 路由的目标地址 http就是固定地址
          uri: lb://userservice # 路由的目标地址 lb就是负载均衡,后面跟服务名称
          predicates: # 路由断言,也就是判断请求是否符合路由规则的条件
            - Path=/user/** # 这个是按照路径匹配,只要以/user/开头就符合要求

重启测试

image.png

总结

  • 网关搭建步骤:
    • 创建项目,引入nacos服务发现和gateway依赖
    • 配置application.yml,包括服务基本信息、nacos地址、路由
  • 路由配置包括:
    • 路由id:路由的唯一标示
    • 路由目标(uri):路由的目标地址,http代表固定地址,lb代表根据服务名负载均衡
    • 路由断言(predicates):判断路由的规则,
    • 路由过滤器(filters):对请求或响应做处理

      断言工厂使用

      | 名称 | 说明 | 示例 | | —- | —- | —- | | After | 是某个时间点后的请求 | - After=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver] | | Before | 是某个时间点之前的请求 | - Before=2031-04-13T15:14:47.433+08:00[Asia/Shanghai] | | Between | 是某两个时间点之前的请求 | - Between=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver], 2037-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver] | | Cookie | 请求必须包含某些cookie | - Cookie=chocolate, ch.p | | Header | 请求必须包含某些header | - Header=X-Request-Id, \d+ | | Host | 请求必须是访问某个host(域名) | - Host=.somehost.org,.anotherhost.org | | Method | 请求方式必须是指定方式 | - Method=GET,POST | | Path | 请求路径必须符合指定规则 | - Path=/red/{segment},/blue/** | | Query | 请求参数必须包含指定参数 | - Query=name, Jack或者- Query=name | | RemoteAddr | 请求者的ip必须是指定范围 | - RemoteAddr=192.168.1.1/24 | | Weight | 权重处理 |
      |

局部过滤器的使用

  • GatewayFilter是网关中提供的一种过滤器,可以对进入网关的请求和微服务返回的响应做处理:

image.png

请求头过滤器

需求:给所有进入userservice的请求添加一个请求头:Truth=itcast is freaking awesome!

  • 只需要修改gateway服务的application.yml文件,添加路由过滤即可:

    spring:
    cloud:
      gateway:
        routes:
        - id: user-service 
          uri: lb://userservice 
          predicates: 
          - Path=/user/** 
          filters: # 过滤器
          - AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome! # 添加请求头
    
  • 当前过滤器写在userservice路由下,因此仅仅对访问userservice的请求有效。

image.png
image.png

默认过滤器

  • 如果要对所有的路由都生效,则可以将过滤器工厂写到default下。格式如下:

    spring:
    cloud:
      gateway:
        routes:
        - id: user-service 
          uri: lb://userservice 
          predicates: 
          - Path=/user/**
      default-filters: # 默认过滤项
        - AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome!
    

    总结

  • 过滤器的作用是什么?

    • 对路由的请求或响应做加工处理,比如添加请求头
    • 配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效
  • defaultFilters的作用是什么?

    • 对所有路由都生效的过滤器

      全局过滤器

      全局过滤器作用

      全局过滤器的作用也是处理一切进入网关的请求和微服务响应,与GatewayFilter的作用一样。区别在于GatewayFilter通过配置定义,处理逻辑是固定的;而GlobalFilter的逻辑需要自己写代码实现。
  • 定义方式是实现GlobalFilter接口。

    public interface GlobalFilter {
      /**
       *  处理当前请求,有必要的话通过{@link GatewayFilterChain}将请求交给下一个过滤器处理
       *
       * @param exchange 请求上下文,里面可以获取Request、Response等信息
       * @param chain 用来把请求委托给下一个过滤器 
       * @return {@code Mono<Void>} 返回标示当前过滤器业务结束
       */ 
      Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
    }
    
  • 在filter中编写自定义逻辑,可以实现下列功能:

    • 登录状态判断
    • 权限校验
    • 请求限流等

      自定义全局过滤器

  • 需求:定义全局过滤器,拦截请求,判断请求的参数是否满足下面条件:

    • 参数中是否有authorization,
    • authorization参数值是否为admin
  • 如果同时满足则放行,否则拦截
  • 实现:
    • 在gateway中定义一个过滤器: ```java package cn.itcast.gateway.filters;

import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain; import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter; import org.springframework.core.annotation.Order; import org.springframework.http.HttpStatus; import org.springframework.stereotype.Component; import org.springframework.web.server.ServerWebExchange; import reactor.core.publisher.Mono;

@Order(-1) @Component public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter { @Override public Mono filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) { // 1.获取请求参数 MultiValueMap params = exchange.getRequest().getQueryParams(); // 2.获取authorization参数 String auth = params.getFirst(“authorization”); // 3.校验 if (“admin”.equals(auth)) { // 放行 return chain.filter(exchange); } // 4.拦截 // 4.1.禁止访问,设置状态码 exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.FORBIDDEN); // 4.2.结束处理 return exchange.getResponse().setComplete(); } }


<a name="Gvfg8"></a>
#### 过滤器执行顺序

- **请求进入网关会碰到三类过滤器:当前路由的过滤器、DefaultFilter、GlobalFilter**
- **请求路由后,会将当前路由过滤器和DefaultFilter、GlobalFilter,合并到一个过滤器链(集合)中,排序后依次执行每个过滤器:**

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/1799609/1653968091129-3c47741b-79b4-4422-ad06-3ca279e2721c.png#clientId=u24a70afd-29eb-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=251&id=u1e4a9b04&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=251&originWidth=689&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=57323&status=done&style=none&taskId=ud9b30bc9-ab9f-4746-9b2a-4d42c279c8c&title=&width=689)

- **排序的规则是什么呢?**
   - **每一个过滤器都必须指定一个int类型的order值,order值越小,优先级越高,执行顺序越靠前。**
   - **GlobalFilter通过实现Ordered接口,或者添加@Order注解来指定order值,由我们自己指定**
   - **路由过滤器和defaultFilter的order由Spring指定,默认是按照声明顺序从1递增。**
   - **当过滤器的order值一样时,会按照 defaultFilter > 路由过滤器 > GlobalFilter的顺序执行。**
<a name="C0Gz6"></a>
### 跨域问题和解决
<a name="cRKbN"></a>
#### 跨域问题

- **跨域问题:浏览器禁止请求的发起者与服务端发生跨域ajax请求,请求被浏览器拦截的问题**
   - **跨域的本质是浏览器的自我保护机制,保证自己的安全,进行同源策略**
   - **服务器请求服务器不会出现跨域**
   - **浏览器请求服务器会出现跨域**
- **同源策略**
   - **协议,域名,端口三者相同纪委同源策略**
   - **跨域:域名不一致就是跨域,主要包括:**
      - **域名不同: **[**www.taobao.com**](https://www.taobao.com)** 和 **[**www.taobao.org**](https://www.taobao.org)** 和 **[**www.jd.com**](https://www.jd.com)** 和 miaosha.jd.com**
      - **域名相同,端口不同:localhost:8080和localhost8081**
<a name="JXIqs"></a>
#### 模拟跨域问题
**创建文本demo.html。访问demo.html**
```java
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>跨域案例演示</title>
</head>
<body>
    <div id="vue">
        用户信息:{{user.username}} <br>
        用户地址:{{user.address}}
    </div>
</body>
<script type="text/javascript" src="js/jquery.min.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/slider.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/vue.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/axios.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/util.js"></script>
<script>

new Vue({
    el: '#vue',
    data(){
        return {
            user: {}
        }
    },
    methods: {
        loadData () {
            axios.get('http://localhost:10010/user/3').then( (response) => {
                 this.user = response.data
            });            
        }
    },
    created(){
        this.loadData();
    }
});

</script>
</html>

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解决跨域问题

  • 在gateway服务的application.yml文件中,添加下面的配置:
    spring:
    cloud:
      gateway:
        # 。。。
        globalcors: # 全局的跨域处理
          add-to-simple-url-handler-mapping: true # 解决options请求被拦截问题
          corsConfigurations:
            '[/**]':
              allowedOrigins: "*"  # 允许哪些网站的跨域请求 
              allowedMethods:      # 允许的跨域ajax的请求方式
                - "GET"
                - "POST"
                - "DELETE"
                - "PUT"
                - "OPTIONS"
              allowedHeaders: "*" # 允许在请求中携带的头信息
              allowCredentials: true # 是否允许携带cookie
              maxAge: 360000 # 这次跨域检测的有效期