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微服务理论入门

微服务架构概述

微服务架构是一种架构模式,它提倡将单一应用程序分成一组小的服务,服务之间互相协调、互相配合,威用户提供最终价值。每个微服务运行在其都独立的进程中,服务与服务之间采用轻量级的通信机制互相协作(通常是基于http协议的RESTful API)。每个服务都围绕着具体业务进行构建,并且能够被独立的部署到生产环境、类生产环境等。另外,应该尽量避免统一的、集中式的服务管理机制,对其具体的一个服务而言,应根据业务上下文选择合适的语言、工具对其进行构建。

SpringCloud架构

这是SpringCloud官网的架构图,介绍了微服务是什么样子的一个东西。

  • API gateway:由于有如此众多的客户端和服务器,在云体系结构中包括一个API网关通常会很有帮助。网关可以负责保护和路由消息,隐藏服务,限制负载以及许多其他有用的事情。Spring Cloud Gateway 使您可以精确控制API层,集成Spring Cloud服务发现和客户端负载平衡解决方案以简化配置和维护。

  • Service discovery :在微服务中,我们有特别特别多的服务,我们不能直接进行直接连接,这个时候我们就需要将每一个服务注册到一个公共的地方,方便统一管理。SpringCloud的DiscoveryClient可以使用Eureka,Consul,Zookeeper,Kubernetes' built-in system,还有Spring Cloud Load Balancer来进行负载均衡。

  • Cloud configuration :在云中,配置不能简单地嵌入到应用程序内部。配置必须足够灵活,以应对多个应用程序,环境和服务实例,并应对动态变化而不会停机。Spring Cloud Config 旨在减轻这些负担,并与Git等版本控制系统集成,以帮助您确保配置安全。

  • Circuit breakers : 分布式系统可能不可靠。请求可能会遇到超时或完全失败。断路器可以帮助减轻这些问题,并且Spring Cloud Circuit Breaker提供了三种选择HystrixResilience4JSentinel

  • Tracing : 调试分布式应用程序可能很复杂并且需要很长时间。对于任何给定的故障,您可能需要将来自几个独立服务的信息痕迹拼凑在一起。SpringCloud提供链路追踪,可以查看到我们的调用链到底是那一部分出了问题。

微服务中用到的技术有很多很多,如果我们需要一个微服务的架构,我们需要服务注册与发现,服务调用,服务熔断,负载均衡,服务降级,服务消息队列,配置中心管理,服务网关,服务监控,全链路追踪,自动化构建部署,服务定时任务调度操作等等等等。

SpringCloud是分布式微服务架构的一站式解决方案,是多种微服务架构落地技术的集合体,俗称微服务全家桶。

SpringCloud版本选择

SpringBoot目前是已经更新到2.0的版本,SpringCloud也已经有了H版,在Spring中SpringBoot是数字进行命名的,SpringCloud是单词进行命名的。

这是目前SpringCloud与SpringBoot之间的版本关系,现在SpringCloud的版本已经是Hoxton SR4,SpringBoot已经到了2.3.0,所以不能直接使用最新版,可能会出问题。

关于两者之间更详细的版本关系,可以看这个https://start.spring.io/actuator/info 这个里面有详细的版本介绍。

这个教程我是按照尚硅谷的微服务课程学习的-微服务教程,所以这里直接就选择大佬的版本:

技术 版本
SpringCloud Hoxton.SR1
SpringBoot 2.2.2.RELEASE
SpringCloud Alibaba 2.1.0.RELEASE
java java 8
Maven 3.5及以上
Mysql 5.7及以上

至于版本之间配什么,直接去SpeingCloud去看SpringCloud是与SpringBoot哪个版本匹配即可。

SpringCloud的升级停更

SpringCloud的注册中心一直是使用的Eureka,但是因为Eureka停止更新了,出现了很多轩然大波,但是SpringCloud也有替代技术来替代Eureka

目前有很多技术已经不更新或者已经半死不活了,逐渐有新的技术出现。主要不在于实现技术,其实这些新技术主要还是来源于思想,只要思想不滑坡即可。

SpringCloud工程搭建

搭建父工程Project

  • 创建一个Maven新工程

    选择版本的时候最好是3.5以上的版本
  • 修改字符编码

  • 注解生效激活

  • java编译版本选择

  • File Type过滤

父工程POM文件

创建完成以后,可以将工程中的src文件夹删掉,没有任何影响。目前整个工程中只有一个pom文件即可。
下面是整个项目的pom文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<groupId>com.zenshin.springcloud</groupId>
<artifactId>cloud2020</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<packaging>pom</packaging> <!--表示是一个pom父工程-->

<!-- 统一管理jar包版本 -->
<properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
<junit.version>4.12</junit.version>
<log4j.version>1.2.17</log4j.version>
<lombok.version>1.16.18</lombok.version>
<mysql.version>5.1.47</mysql.version>
<druid.version>1.1.16</druid.version>
<mybatis.spring.boot.version>1.3.0</mybatis.spring.boot.version>
</properties>

<!-- 子模块继承之后,提供作用:锁定版本+子modlue不用写groupId和version -->
<dependencyManagement>
<dependencies>
<!--spring boot 2.2.2-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
<version>2.2.2.RELEASE</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
<!--spring cloud Hoxton.SR1-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Hoxton.SR1</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
<!--spring cloud alibaba 2.1.0.RELEASE-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
<version>2.1.0.RELEASE</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>${mysql.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>druid</artifactId>
<version>${druid.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
<version>${mybatis.spring.boot.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>${junit.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>log4j</groupId>
<artifactId>log4j</artifactId>
<version>${log4j.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<version>${lombok.version}</version>
<optional>true</optional>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>

<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
<configuration>
<fork>true</fork>
<addResources>true</addResources>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>

</project>

在父工程进行统一管理版本号和引入的jar包。Maven实现原理

  • Maven怎么找包
    Maven中有坐标元素,groupIdartifactIdversionpackagingclassfier,这样可以唯一确定一个jar包,通过这个maven先去本地的仓库中找,如果本地仓库没有这个包,就去远程仓库中找。
    如果我们有一个jar包我们应该怎么去调用呢,最好是通过maven的命令将jar导入到本地仓库中进行调用,也可以通过指定路径导入。

    • 导入maven仓库
      mvn install:install-file -Dfile=xxx.jar -DgroupId=xxx -DartifactId=xxx -Dversion=xxx -Dpackaging=jar
    • 引用路径
      <dependency> 
        <groupId>htmlunit</groupId>
        <artifactId>htmlunit</artifactId>
        <version>2.21-OSGi</version>
        <scope>system</scope>
        <systemPath>${project.basedir}/libs/htmlunit-2.21-OSGi.jar</systemPath>
      </dependency>
  • dependencyManagement
    Maven使用dependencyManagement元素来提供一种管理依赖版本号的方式,通常会在一个组织或者项目的最顶层父pom中看到dependencyManagement元素。
    使用pom.xml中的dependencyManagement元素能让所有在子项目中引用一个依赖而不用显式的列出版本号。Maven会沿着父子层次向上走,知道找到一个拥有dependencyManagement元素的项目,然后它就会使用这个dependencyManagement元素指定的版本号。这种聚合模式,如果要改版本只需要修改父pom文件版本即可。但是如果子项目自己规定了版本号,那么按照子项目版本号来。

    • dependencyManagement里面只是声明依赖,并不实现引入,因此子项目需要显式的声明需要用的依赖。
    • 如果不在子项目中声明依赖,是不会从父项目中继承下来的,只有子项目中写了该依赖项,并且没有指定具体的版本才会从父项目中继承该项。并且version和scope都是读取的父类pom。
    • 如果子项目中指定了版本号,那么会使用子项目中指定的jar版本。
  • dependencies
    dependencies才是真正执行依赖的句子

  • Maven中构建时忽略单元测试

  • 父工程创建完成执行mvn:install将父工程发布到仓库方面子工程继承

构建支付模块

到现在为止,我们的父项目已经构建起来了,但是我们还需要几个模块来实现微服务,首先我们创建一个支付模块cloud-provider-payment8001微服务提供者支付module模块,使用的是8001端口

1、 构建module

创建完以后,我们在父项目POM文件中就会发现出现这么一段xml

<modules>
<module>cloud-provider-payment8001</module>
</modules>

这样就成功了。

2、 改pom

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<parent>
<artifactId>cloud2020</artifactId>
<groupId>com.zenshin.springcloud</groupId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<artifactId>cloud-provider-payment8001</artifactId>

<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
<version>1.1.10</version>
</dependency>
<!--mysql-connector-java-->
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
<!--jdbc-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
<scope>runtime</scope>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>

</project>

将我们这个子项目的maven文件的依赖写出来。这里的版本号是由父类进行控制的。

3、 写yml
我们在项目的resources文件夹下创建application.yml文件

server:
port: 8001


spring:
application:
name: cloud-payment-service
datasource:
type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource # 操作的当前数据源
driver-class-name: org.gjt.mm.mysql.Driver # mysql的数据库驱动
url: jdbc:mysql://192.168.1.8:3306/springclouddb?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
username: root
password: 123456

mybatis:
mapperLocations: classpath:mapper/*.xml
type-aliases-package: com.atguigu.springcloud.entities # 所有Entity别名类所在包

配置一下我们的mybatis,数据库连接池,应用名称以及端口号。

4、 主启动
创建主启动类,创建包com.zenshin.springcloud创建类PaymentMain8001

@SpringBootApplication
public class PaymentMain8001 {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(PaymentMain8001.class,args);
}
}

5、 业务类

  • 建立sql,

    CREATE TABLE `springclouddb`.`payment` (
    `id` BIGINT(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `serial` VARCHAR(200) NULL DEFAULT '',
    PRIMARY KEY (`id`))
    ENGINE = InnoDB
    DEFAULT CHARACTER SET = utf8;
  • 创建实体类
    payment对应数据库实体类

    @Data
    @AllArgsConstructor
    @NoArgsConstructor
    public class Payment implements Serializable {
    private Long id;
    private String serial;
    }

    我们还需要定义一个传给前端的通用实体类

    @Data
    @AllArgsConstructor
    @NoArgsConstructor
    public class CommonResult<T> {
    private Integer code;
    private String message;
    private T data;

    private CommonResult(Integer code,String message)
    {
    this(code,message,null);
    }
    }
  • 创建Dao

    @Mapper
    public interface PaymentDao
    {
    public int create(Payment payment);

    public Payment getPaymentById(@Param("id") Long id);
    }
  • 编写mapper

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
    <!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd" >

    <mapper namespace="com.zenshin.springcloud.dao.PaymentDao">

    <insert id="create" parameterType="com.zenshin.springcloud.entities.Payment" useGeneratedKeys="true" keyProperty="id">
    insert into payment(serial) values(#{serial});
    </insert>


    <resultMap id="BaseResultMap" type="com.zenshin.springcloud.entities.Payment">
    <id column="id" property="id" jdbcType="BIGINT"/>
    <id column="serial" property="serial" jdbcType="VARCHAR"/>
    </resultMap>
    <select id="getPaymentById" parameterType="Long" resultMap="BaseResultMap">
    select * from payment where id=#{id};
    </select>

    </mapper>
  • 编写service层
    编写接口层

    public interface PaymentService
    {
    public int create(Payment payment);

    public Payment getPaymentById(@Param("id") Long id);
    }

    编写实现类

    @Service
    public class PaymentServiceImpl implements PaymentService
    {
    @Resource
    private PaymentDao paymentDao;

    public int create(Payment payment)
    {
    return paymentDao.create(payment);
    }

    public Payment getPaymentById(Long id)
    {
    return paymentDao.getPaymentById(id);
    }
    }
  • 编写controller层

    @RestController
    @Slf4j
    public class PaymentController {
    @Resource
    private PaymentService paymentService;

    @PostMapping(value = "/payment/create")
    public CommonResult create(@RequestBody Payment payment)
    {
    int result = paymentService.create(payment);
    log.info("*****插入结果:"+result);

    if(result > 0)
    {
    return new CommonResult(200,"插入数据库成功",result);
    }else{
    return new CommonResult(444,"插入数据库失败",null);
    }
    }

    @GetMapping(value = "/payment/get/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id)
    {
    Payment payment = paymentService.getPaymentById(id);

    if(payment != null)
    {
    return new CommonResult(200,"查询成功",payment);
    }else{
    return new CommonResult(444,"没有对应记录,查询ID: "+id,null);
    }
    }
    }
  • 测试
    我们可以使用postman或者IDEA中的http clinet进行测试。测试没有问题即可。

  • 运行
    因为我们是微服务应用,开启的应用会非常非常的多,所有仅仅有一个run是不够的。这个时候我们就需要使用Run Dashboard。
    • 进入到项目的路径下,有一个.idea文件夹,文件夹下有一个workspace.xml
    • 打开后找到RunDashboard节点,粘贴这些代码进去
      <component name="RunDashboard">
      <option name="configurationTypes">
      <set>
      <option value="SpringBootApplicationConfigurationType" />
      </set>
      </option>
      <option name="ruleStates">
      <list>
      <RuleState>
      <option name="name" value="ConfigurationTypeDashboardGroupingRule" />
      </RuleState>
      <RuleState>
      <option name="name" value="StatusDashboardGroupingRule" />
      </RuleState>
      </list>
      </option>
      </component>
    • 重启IDEA,就会出现 Run Dashboard的界面了。

6、到现在为止,我们的支付模块就完成了,这次非常详细的实现了整个服务,后面的工程创建只讲核心,不再如此详细的编写工程代码。

热部署Devtools

1、添加devtools的jar包

<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
<scope>runtime</scope>
<optional>true</optional>
</dependency>

2、添加一个组件到pom文件中

<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
<configuration>
<fork>true</fork>
<addResources>true</addResources>
</configuration>
</plugin>
</plugins>

3、开启自动编译选项

4、更新值
按住ctrl+shift+Alt+/ 找到registry,将comppiler.automake.allow.when.app.runningactionSystem.assertFocusAccessFromEdit打上勾。关闭界面

5、重启IDEA

6、效果就是编写完代码以后,保存就会编译,不需要重新启动,直接就生效。

创建消费者订单模块

创建的步骤与上面创建支付模块相同,这里只是简单的进行操作。
首先创建一个module,然后修改pom文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<parent>
<artifactId>cloud2020</artifactId>
<groupId>com.zenshin.springcloud</groupId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<artifactId>cloud-consumer-order80</artifactId>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
<scope>runtime</scope>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>
</project>

修改yml配置文件

server:
port: 80

spring:
application:
name: cloud-order-service

设置主配置类

@SpringBootApplication
public class OrderMain80 {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(OrderMain80.class,args);
}
}

因为是消费端,所有我们在消费端只需要用一个controller即可。我们首先把之前创建的实体类拷贝到项目中,因为现在没有使用微服务,所以只能通过http的方式直接进行调用,所以我们需要向spring容器中添加一个RestTemplate.

@Configuration
public class MainConfig {
@Bean
public RestTemplate restTemplate()
{
return new RestTemplate();
}
}

配置完了以后,我们编写我们的controller。

@RestController
@Slf4j
public class OrderController {
@Autowired
private RestTemplate restTemplate; //用来操作http

private static final String PAYMENT_URL = "http://localhost:8001";
@GetMapping("/consumer/payment/create")
public CommonResult<Payment> create(Payment payment)
{
return restTemplate.postForObject(PAYMENT_URL+"payment/create",payment,CommonResult.class);
}
@GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")
public CommonResult<Payment> getPayment(@PathVariable("id") Long id)
{
return restTemplate.getForObject(PAYMENT_URL+"payment/get/"+id.toString(),CommonResult.class);
}
}

编写完成以后,8001与80都启动,进行测试,目前这两者的之间的调用并不是微服务,而是直接http连接就可以。

工程重构

上述所有的实例,就是搭建了两个SpringBoot的项目,两者通过Http进行通信,因为两个项目中存在重复代码,所以利用maven,将项目中冗余的代码抽出来做成公共部分。

1、 新建一个module——cloud-api-commons项目
2、修改POM文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<parent>
<artifactId>cloud2020</artifactId>
<groupId>com.zenshin.springcloud</groupId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
<scope>runtime</scope>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<!--Hutool是一个Java工具包,也只是一个工具包,它帮助我们简化每一行代码,减少每一个方法,让Java语言也可以“甜甜的”。Hutool最初是我项目中“util”包的一个整理,后来慢慢积累并加入更多非业务相关功能,并广泛学习其它开源项目精髓,经过自己整理修改,最终形成丰富的开源工具集-->
<dependency>
<groupId>cn.hutool</groupId>
<artifactId>hutool-all</artifactId>
<version>5.1.0</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>

3、将两个工程的重复代码提出来,放到新创建的module中
4、执行Maven的命令install,将这个jar包放到maven本地仓库中
5、改造80和8001两个服务

  • 将两个服务的重复部分直接删除
  • 改写pom文件,将刚才注册的jar依赖进来
    <dependency>
    <groupId>com.zenshin.springcloud</groupId>
    <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
    <version>${project.version}</version>
    </dependency>

6、这样我们的公共部分就抽离出来,并且作为mavne依赖,依赖到其他项目中去。

总结

本小结介绍了一下什么是微服务,并且利用maven搭建了两个简单的SpringBoot项目,从下面开始,我们就逐渐引入SpringCloud微服务架构。
目前两个项目是直接连接的,通过RestTemplate,但是这样耦合度非常高并且很难进行控制,不容易管理,我们就从这里开始出发,开始我们的微服务之旅。

文章作者: zenshin
文章链接: https://zlh.giserhub.com/2020/05/16/springcloud/index/
版权声明: 本博客所有文章除特别声明外,均采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可协议。转载请注明来自 zenshin's blog
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