SpringCloud简介

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 2021/08/29 

认识微服务

微服务是系统架构的一种设计风格,将一个原本独立的服务拆分成多个小型服务,每个服务独立运行在在各自的进程中,服务之间通过 HTTP RESTful API 进行通信.每个小型的服务都围绕着系统中的某个耦合度较高的业务进行构建。
微服务是一种经过良好设计的分布式架构方案，而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领域最引人注目的是SpringCloud提供的方案。

单一职责:微服务拆分粒度更小，每个服务都应对唯一的业务能力，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，与语言无关、与技术无关
隔离性强:服务调用做好隔离、容错、降级，避免出现级联问题

SpringCloud

SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务技术栈。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:SpringCloud是微服务架构的一站式解决方案，集成了各种优秀微服务功能组件

服务注册发现

Eureka
Nacos
Consul

服务远程调用

OpenFeign
Dubbo

服务链路监控

Zipkin
Sleuth

统一配置管理

SpringCloudConfig
Nacos

统一网关路由

SpringCloudGateway
Zuul

流控、降级、保护

Hystix
Sentinel

服务提供者、服务消费者

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）

注册中心-Eureka

搭建注册中心

pom.xml引入依赖

<dependencies>
    <!--EurekaServer包-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

编写启动类，添加@EnableEurekaServer注解

添加application.yml文件，编写配置

server:
  port: 8001    #端口号
spring:
  application:
    name: eureka-server # 应用名称，会在Eureka中作为服务的id标识（serviceId）
eureka:
  client:
    register-with-eureka: false   #是否将自己注册到Eureka中
    fetch-registry: false   #是否从eureka中获取服务信息
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8001/eureka

服务注册

服务提供者注册

pom.xml

<!--EurekaClient包-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

修改application.yml

eureka:
  client:
    service-url:
      # EurekaServer的地址
      defaultZone: http://localhost:8001/eureka
  instance:
    #以IP地址注册到服务中心
    prefer-ip-address: true
    instance-id: ${spring.application.name}:${server.port}:@project.version@

服务消费者注册
与提供者一致

总结

搭建EurekaServer
- 引入eureka-server依赖
- 启动类上添加@EnableEurekaServer注解
- 在application.yml中配置eureka地址
服务注册
- 引入eureka-client依赖
- 在application.yml中配置eureka地址
服务发现
- 引入eureka-client依赖
- 在application.yml中配置eureka地址
- 给RestTemplate添加@LoadBalanced注解
- 用服务提供者的服务名称远程调用(由原来的ip:port改服务名(spring.application.name))

负载均衡Ribbon

Ribbon是什么？

Ribbon是Netflix发布的负载均衡器，有助于控制HTTP客户端行为。为Ribbon配置服务提供者地址列表后，Ribbon就可基于负载均衡算法，自动帮助服务消费者请求。
概念：Ribbon是基于Http协议请求的客户端负载均衡器，能实现很丰富的负载均衡算法。

负载均衡流程图

1
2
3

1:用户发起请求，会先到达xxxxx-order服务
2:xxxxx-order服务通过Ribbon负载均衡器从eurekaserver中获取服务列表
3:获取了服务列表后，轮询（负载均衡算法）调用

负载均衡算法

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`<clientName>.<clientConfigNameSpace>.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【默认】	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。它是Ribbon默认的负载均衡规则。
BestAvailableRule	忽略哪些短路的服务器，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

Ribbon负载均衡算法使用

Ribbon负载均衡算法的使用有2种方式

代码方式: 全局，所有的服务提供提供者采用相同的负载均衡策略
- 注册IRule接口的实现类(负载均衡算法)：在xxxxx-order的启动类中添加如下负载均衡注册代码：

/**
 * 随机负载均衡算法
 * @return
 */
@Bean
public IRule randomRule() {
    return new RandomRule();
}

配置方式局部配置，为每个服务提供者制定不同的负载均衡策略

为指定服务配置负载均衡算法：在xxxxx-order的核心配置文件中添加如下配置：

#注意配置到跟节点

#指定服务使用指定负载均衡算法
xxxxx-user:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #负载均衡规则

从懒加载变为饥饿加载

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，在xxxxx-order的核心配置文件中，添加如下配置开启饥饿加载：

#注意配置到根节点

#饥饿加载
ribbon:
  eager-load:
    clients: xxxxx-user #开启饥饿加载 
    enabled: true #指定对user这个服务饥饿加载

Ribbon总结

Ribbon负载均衡规则
- 规则接口是IRule
- 默认实现是ZoneAvoidanceRule，根据zone选择服务列表，然后轮询
负载均衡自定义方式
- 代码方式：配置灵活，但修改时需要重新打包发布，全局配置
- 配置文件方式：直观，方便，无需重新打包发布，但是无法做全局配置，指定某个提供者的负载均衡策略【推荐】
饥饿加载, 拉取服务提供者的方式
- 开启饥饿加载
- 指定饥饿加载的微服务名称

Ribbin负载均衡原理与源码调试

http客户端Feign

Feign是一个声明式的http客户端，官方地址：https://github.com/OpenFeign/feign 其作用就是帮助我们优雅的实现http请求的发送

Feign入门案例

定义和使用Feign客户端的步骤如下：

1:引入依赖包 spring-cloud-starter-openfeign
2:添加注解@EnableFeignClients开启Feign功能
3:消费者端定义远程调用接口，在接口中远程调用的【服务名字】、【方法签名】
4:消费者端注入接口，执行远程调用(接口)

引入依赖

<!--openfeign-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

开启Feign功能

在启动类添加@EnableFeignClients注解开启Feign功能

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
public class OrderApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
    }
    //...其他略
}

定义远程调用接口

创建接口xxxClient

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

/**
 * order调用user服务(代替了 String url = "http://xxx-user/user/" + orderInfo.getUserId();)
 * 1.接口上使用@FeignClient(value="被调用服务名")
 * 2.定义被调用接口中的方法（基于被调用的controller编写）
 *  2.1 requestMapping中的路径必须是全路径(controller类上的+方法上的)
 *  2.2 使用PathVariable注解，必须取别名
 */
@FeignClient(value = "xxxx-user")
public interface UserClient {

    /**
     * 调用用户微服中controller的方法
     */
    @GetMapping(value = "/user/{id}")
    public User one(@PathVariable(value = "id") Long id);
}

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：user
请求方式：GET
请求路径：/user/{username}
请求参数：String username
返回值类型：User

远程调用

修改order的OrderServiceImpl.one()方法，执行远程调用

@Autowired
private UserClient userClient;

/**
 * 根据ID查询订单信息
 */
@Override
public OrderInfo findById(Long id) {
    //1.查询订单
    OrderInfo orderInfo = orderDao.selectById(id);
    //2.根据订单查询用户信息->需要调用  【item-user】  服务
    User user = userClient.one(orderInfo.getUserId());
    //3.封装user
    orderInfo.setUser(user);
    //4.返回订单信息
    return orderInfo;
}

Feign其他功能

Feign运行自定义配置来覆盖默认配置，可以修改的配置如下：

类型	作用	说明
feign.Logger.Level	修改日志级别	包含四种不同的级别：NONE、BASIC、HEADERS、FULL
feign.codec.Decoder	响应结果的解析器	http远程调用的结果做解析，例如解析json字符串为java对象
feign.codec.Encoder	请求参数编码	将请求参数编码，便于通过http请求发送
feign. Contract	支持的注解格式	默认是SpringMVC的注解
feign. Retryer	失败重试机制	请求失败的重试机制，默认是没有，不过会使用Ribbon的重试

NONE:默认的，不显示任何日志
BASIC:仅记录请求方法、URL、响应状态码以及执行时间
HEADERS:除了BASIC中定义的信息以外，还有请求和响应的头信息
FULL:除了HEADERS中定义的信息之外，还有请求和响应的正文及元数据

Feign日志配置,结合SpringBoot日志

logging:
  pattern:
    # 输出到控制台
    console: '%d{HH:mm:ss} %-5level %msg [%thread] - %logger{15}%n\'
  level:
    root: info # 全局用info
    # 只有在com.xxxx包下才输出debug信息
    com:
      xxxx: debug

配置Feign日志有两种方式：

配置文件方式
全局生效

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: HEADERS #日志级别

局部生效

feign:
  client:
    config:
      xxxxx-user: #指定服务
        loggerLevel: HEADERS #日志级别

代码方式
注册日志级别

/**
 * 注册日志级别
 * @return
 */
@Bean
public Logger.Level feignLogLevel() {
    return Logger.Level.FULL;
}

全局生效

1 2	#如果是全局配置，则把它放到@EnableFeignClients这个注解中 @EnableFeignClients(defaultConfiguration = FeignClientConfiguration.class)

局部生效

1 2	#如果是局部配置，则把它放到@FeignClient这个注解中 @FeignClient(value = "xxxxx-user",configuration = FeignClientConfiguration.class)

Feign性能优化

Feign底层的客户端实现：

URLConnection：默认实现，不支持连接池
Apache HttpClient ：支持连接池
OKHttp：支持连接池

因此优化Feign的性能主要包括：

使用连接池代替默认的URLConnection
日志级别，最好用basic或none

Feign切换Apache HttpClient步骤如下：

1 2	1:引入依赖 2:配置连接池

1)引入依赖
在xxxxx-order中引入如下依赖：

<!--httpClient依赖-->
<dependency>
    <groupId>io.github.openfeign</groupId>
    <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
</dependency>

2)配置连接池
在xxxxx-order的核心配置文件application.yml中添加如下配置：

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: BASIC #日志级别
      xxxxx-user: #指定服务
        loggerLevel: BASIC #日志级别
  httpclient:
    enabled: true #开启feign对HttpClient的支持
    max-connections: 200 #最大的连接数
    max-connections-per-route: 50 #每个路径的最大连接数

Feign最佳实践

方式一（继承）：给消费者的FeignClient和提供者的controller定义统一的父接口作为标准。

服务紧耦合
父接口参数列表中的映射不会被继承

方式二（抽取）(推荐)：将FeignClient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

Feign最佳实现流程如上图所示：

实现最佳实践方式二的步骤如下：
1:创建xxxxx-api，然后引入feign的starter依赖 xxxxx-pojo依赖
2:将xxxxx-order中编写的UserClient继承到xxxxx-api项目中
3:在xxxxx-order中引入xxxxx-api的依赖，controller实现xxxxx-api中的接口
4:重启测试

1)引入依赖
创建xxxxx-api，然后引入feign的starter依赖 xxxxx-user依赖

<dependencies>
     <!--openfeign-->
     <dependency>
         <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
         <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
     </dependency>

     <!--httpClient依赖-->
     <dependency>
         <groupId>io.github.openfeign</groupId>
         <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
     </dependency>

     <dependency>
         <groupId>com.xxxxx</groupId>
         <artifactId>xxxxx-pojo</artifactId>
         <version>1.0-SNAPSHOT</version>
     </dependency>
</dependencies>

2)编写的UserClient
将xxxxx-order中编写的UserClient复制到xxxxx-api项目中

package com.xxxxx.client;

import com.xxxxx.user.pojo.User;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

/**
 * order调用user服务(代替了 String url = "http://xxxxx-user/user/" + orderInfo.getUserId();)
 * 1.接口上使用@FeignClient(value="被调用服务名")
 * 2.定义被调用接口中的方法（基于被调用的controller编写）
 *  2.1 requestMapping中的路径必须是全路径(controller类上的+方法上的)
 *  2.2 使用PathVariable注解，必须取别名
 */
@FeignClient(value = "xxxxx-user")
public interface UserClient {

    /**
     * 调用用户微服中controller的方法
     */
    @GetMapping(value = "/user/{id}")
    public User one(@PathVariable(value = "id") Long id);
}

3)在xxxxx-order中引入xxxxx-api的依赖

<!--引入feign-api-->
<dependency>
    <groupId>com.xxxxx</groupId>
    <artifactId>xxxxx-api</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

【注意】当定义的FeignClient不在SpringBootApplication的扫描包范围时，这些FeignClient无法使用。
有两种方式解决：
方式一：指定FeignClient所在包（推荐-范围大）
@EnableFeignClients(basePackages = "com.xxxxx.user.feign")

方式二：指定FeignClient字节码

@EnableFeignClients(clients = {UserClient.class})

Feign总结

Feign的使用步骤
- 引入依赖
- 启动类添加@EnableFeignClients注解，如果feignclient接口不在启动类包下，则需要添加扫包(basePackages )
- 编写FeignClient接口
- 使用FeignClient中定义的方法代替RestTemplate
Feign的日志配置:
- 方式一是配置文件，feign.client.config.xxx.loggerLevel
- 如果xxx是default则代表全局
- 如果xxx是服务名称，例如userservice则代表某服务
方式二是java代码配置Logger.Level这个Bean
- 如果在@EnableFeignClients注解声明则代表全局
- 如果在@FeignClient注解中声明则代表某服务
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
Feign的最佳实践：
- 让controller和FeignClient继承同一接口
- 将FeignClient、POJO、Feign的默认配置都定义到一个项目中，供所有消费者使用