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2021 阿里云 Java 训练营第三期

Java

本文发布于：2021年3月30日

字数：2k字

时长：7分钟

本期训练营是阿里云开发者社区Java训练营的第3期，主要基于最流行的Java Spring Cloud, 结合阿里巴巴淘宝微服务案例，实战模拟淘宝Order微服务，实战演练微服务开发，扩展学习Spring Cloud Alibaba新框架，本篇日志主要记录5天直播Spring cloud微服务开发课中的一些知识点，附实战代码。

微服务架构设计与实践

  • 架构演化之路：单体 -> 分层 -> 分布式 -> SOA -> 微服务

  • 微服务架构Microservice

    • 一种新型的软件架构风格，把单个巨型服务应用分解为多个独立微小的服务程序，每个小服务程序运行在独立的进程中
    • 服务与服务之间通过轻量协议通信，通信机制互相协作、互相配合，从而为终端用户提供业务价值
    • 每个小服务可以采用不同的语言、框架、工具独立开发、测试、部署、运维
    • 单独部署、单独伸缩，去中心化：数据中心、管理中心，敏捷性、灵活性、需求变化，更加高效的软件架构模式
  • 微服务优缺点
    • 快速响应需求变化，易于替换，独立进程、开发、部署、测试，无依赖
    • 高度解耦，基于功能进行组织，独立技术栈、服务可以使用不同的语言、系统、平台
    • 协议简单，通信使用语言中立的协议，通常是http
    • 架构复杂，多服务运维难度大，系统部署依赖和服务间通信成本高
  • 敏捷开发、敏捷运维DevOps
  • 微服务典型应用场景：淘宝、支付宝、微信、微博、IOT、游戏、导航

Eureka微服务注册与发现

  • 服务注册与发现：Service Registry and Discovery
    • 大规模微服务集群架构，拥有许多服务实例，客户端要找到自己调用的服务
    • 新服务上线或莫格服务宕机，下线时可以实时监控服务的状态

  • Spring Cloud Eureka服务发现与注册

    • Eureka：注册中心，服务发现模块，是Nexflix的核心（开源的项目），竞争对手：ZooKeeper
    • 一个基于REST的中心服务，管理服务，实现云端的服务注册和服务发现
    • Eureka组件组成：Eureka服务器和Eureka客户端
    • Spring Cloud Nextflix提供简化开发模板，直接使用Spring Boot创建项目，添加@EnableEurekaServer开发注册服务中心

  • Spring Eureka注册中心实战

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    spring.application.name=EurekaServer
    server.port=8761
    eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8761/eureka/
    #\u6CE8\u518C\u548C\u67E5\u8BE2\u63A7\u5236
    eureka.client.fetch-registry=false
    eureka.client.register-with-eureka=false

Spring Cloud2020 微服务架构

  • Spring Cloud Netflix Greenwich以上（2.1.X）版本相对成熟，企业使用多，容易落地架构
  • Spring Cloud Alibaba相对成熟，部分组件可以替换
  • 新版本2020（aka Ilford）可以作为拓展学习，基于Spring Boot2.4及以上版本，Bootstrap默认禁用，慎重选择新版本

开发微服务API

  • 配置Eureka客户端项目

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    spring.application.name=order-microservice
    server.port=8001
    eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8761/eureka/
    eureka.client.fetch-registry=false
    eureka.client.register-with-eureka=true

Feign声明式调用客户端

  • 调用方，简化微服务API调用

  • Feign是一种声明式、模板化的HTTP客户端，简化HTTP客户端开发

  • 只需要创建一个接口 + @注解（Feign注解和JAX-RS注解）

  • Feign支持可插拔的编码器和解码器，默认集成了Ribbon，并和Eureka结合

  • Eureka Server、Eureka Client + Feign，mvn package打包

  • @EnableFeignClients

  • 调用方FeignClient代理接口代码

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    @FeignClient(value="microservice")
    public interface GreetingClient{
        @RequestMapping("/greeting")
        public String greeting();
    }

  • 调用方Feign配置

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    spring.application.name=FeignClient
    server.port=9000
    eureka.client.enabled=true
    eureka.client.register-with-eureka=true
    eureka.client.fetch-registry=true
    eureka.instance.non-secure-port-enabled=true
    eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8761/eureka/

  • 调用方测试代码

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    @RestController
    public class TestController {
    	@Autowired
    	private GreetingClient clientproxy;
    	@RequestMapping("/hi")
    	public String hi() {
    		return clientproxy.hi();
    	}
    }

Ribbon负载均衡算法

  • Spring Cloud客户端负载均衡器Ribbon是Netflix发布的开源项目，主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法
  • Ribbon将Netflix的中间层服务连接在一起
  • Ribbon客户端组件提供许多配置如连接超时、重试等
  • 配置文件中列出后台所有的机器，Ribbon会自动去连接这些机器（如简单轮询、随即连接等）
  • Spring Cloud使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法
  • 默认规则：简单轮询负载均衡RoundRobin
  • 随机负载均衡Random随机选择UP的Server
  • 加权响应时间负载均衡WeightResponseTime
  • 区域感知轮询负载均衡ZoneAware

Hystrix微服务监控

  • Netflix Hystrix熔断器框架保护系统，通过控制那些访问远程系统、服务和第三方库的节点，从而对延迟和故障提供更强大的容错能力，防止服务器过载、系统雪崩

  • Fallback灾备操作，出错以后返回的值

  • Hystrix中，主要通过线程池来实现资源隔离，Hystrix的信号模式Semaphores隔离资源，熔断代码，@EnableHystrix

  • Hystrix支持dashoboard控制面板监控信息：独立部署http://localhost:9001/hystrix，也可以Zuul，`@EnableHystrixDashboard`

  • 监控数据源：http://localhost:9001/actuator/hystrux.stream

  • Feign可以和Hystrix结合使用，也可以独立使用

  • Pom依赖：spring-cloud-starter-hystrix、spring-cloud-starter-hystrix-dashboard

  • Spring Cloud Hoxton版本后需要特殊配置

  • Hystrix底层原理：使用命令模式对命令对象抽象了两个抽象类：HystrixCommand和HystrixObservableCommand

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    #启用监控熔断限流
    feign.hystrix.enabled=true
    #暴露监控数据源地址
    management.endpoints.web.exposure.include=*
    #info,health,thread
    #允许展示监控服务器
    hystrix.dashboard.proxy-stream-allow-list=localhost,192.168.1.101

  • Hystrix核心参数

    • 请求最大次数（默认20个请求）circuitBreaker.requestVolumnThreshold
    • 滚动窗口（默认10秒）metrics.rollingStats.timeInMilliseconds
    • 失败百分比（默认>50%）circuitBreaker.errorThreasholdPercentage

Zuul网关

  • Zuul是Netflix开源的微服务网关工具，可以和Eureka、Ribbon、Hystrix等组件配合使用
  • Spring Cloud对Zuul进行了整合与增强，旨在实现动态路由、监视、弹性和安全性
  • 默认使用Apache HTTP Client作为HTTP客户端，也可以使用RestClient或okhttp3.OkHttpClient
  • Zuul默认会为Eureka注册的服务创建动态路由
  • Zuul在2.x/3.x的分支中已经引入netty
  • Zuul网关特性
    • 验证和安全 Authentication and Security
    • 跟踪、统计和监控 Insights and Monitoring
    • 动态路由消息到后台集群 Dynamic Routing
    • 压力测试主机递增 Stress Testing
    • 过载保护 Load Shedding
    • 静态消息处理，无需后台集群服务器处理 Static Response handling
    • 多区域弹性伸缩，跨AWS区域路由请求，分散压力，请求处理更接近调用者 Multiregion Resiliency
  • Zuul依赖 spring-cloud-starter-zuul、spring-cloud-starter-eureka
  • 添加注解 @EnableZuulProxy，Zuul内部使用Ribbon实现客户端负载均衡
  • Spring Cloud Gateway替代Zuul

Nacos服务注册与发现

  • Dynamic Naming and Configuration Service
  • Nacos关键特性：服务发现和服务健康监测、动态配置服务、动态DNS服务、服务及其元数据管理
  • 相对于Eureka：同时支持AP和CP模型、跨中心同步、k8s基成、分组管理、权重设置

  • 三种部署模式：单机模式、集群模式、多集群模式

  • Alibaba微服务组件：Sentinel、Nacos、RocketMQ、Dubbo、Seata

Sentinel熔断限流

  • 分布式系统的流量防卫兵，流量控制、熔断降级、系统负载保护等多维度保护服务的稳定性

  • 相对于Hystrix支持基于调用关系的限流、流量整形、系统负载保护

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    spring.application.name: nacos-feign-sentinel
    #服务器端口
    server.port:9001
    spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848
    #sentinel
    spring.cloud.sentinel.transport.dashboard=127.0.0.1:8080
    feign.sentinel.enabled=true
    #监控数据源要暴露地址
    management.endpoints.web.exposure.include=*

课程代码

参考资料（References）：

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

本文永久地址：http://blog.zhuangzhihao.top/Java%E9%AB%98%E7%BA%A7%E8%AE%AD%E7%BB%83%E8%90%A5/

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