微服務(wù)架構(gòu)解決方案介紹[java培訓(xùn)]

1、微服務(wù)架構(gòu)

目前微服務(wù)是非?；鸬募軜?gòu)或者說(shuō)概念，也是在構(gòu)建大型互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目時(shí)采用的架構(gòu)方式。

1.1 單體架構(gòu)

在軟件設(shè)計(jì)中，經(jīng)常提及和使用經(jīng)典的3層模型，即表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。

·表示層：用于直接和用戶交互，也稱為交互層，通常是網(wǎng)頁(yè)、UI 等。

·業(yè)務(wù)邏輯層：即業(yè)務(wù)邏輯處理層，例如用戶輸入的信息要經(jīng)過(guò)業(yè)務(wù)邏輯層的處理后，才能展現(xiàn)給用戶。

·數(shù)據(jù)訪問(wèn)層：用于操作數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶在表示層會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

雖然在軟件設(shè)計(jì)中劃分了經(jīng)典的3層模型，但是對(duì)業(yè)務(wù)場(chǎng)景沒(méi)有劃分。一個(gè)典型的單體應(yīng)用就是將所有的業(yè)務(wù)場(chǎng)景的表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層放在一個(gè)工程中，最終經(jīng)過(guò)編譯、打包，部署在一臺(tái)服務(wù)器上。

單體架構(gòu)圖如下所示：

1.1.1 單體架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

·部署簡(jiǎn)單由于是完整的結(jié)構(gòu)體，可以直接部署在一個(gè)服務(wù)器上即可。

·技術(shù)單一 項(xiàng)目不需要復(fù)雜的技術(shù)棧，往往一套熟悉的技術(shù)棧就可以完成開(kāi)發(fā)。

·用人成本低 單個(gè)程序員可以完成業(yè)務(wù)接口到數(shù)據(jù)庫(kù)的整個(gè)流程。

1.1.2 單體架構(gòu)的缺點(diǎn)

·系統(tǒng)啟動(dòng)慢 , 一個(gè)進(jìn)程包含了所有的業(yè)務(wù)邏輯，涉及到的啟動(dòng)模塊過(guò)多，導(dǎo)致系統(tǒng)的啟動(dòng)、重啟時(shí)間周期過(guò)長(zhǎng)

·系統(tǒng)錯(cuò)誤隔離性差、可用性差，任何一個(gè)模塊的錯(cuò)誤均可能造成整個(gè)系統(tǒng)的宕機(jī)

·可伸縮性差;系統(tǒng)的擴(kuò)容只能只對(duì)這個(gè)應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)容，不能做到對(duì)某個(gè)功能點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)容

·線上問(wèn)題修復(fù)周期長(zhǎng);任何一個(gè)線上問(wèn)題修復(fù)需要對(duì)整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行全面升級(jí)

1.2 微服務(wù)架構(gòu)

就目前來(lái)看微服務(wù)并沒(méi)有一個(gè) 嚴(yán)格 的定義 每一個(gè)人對(duì) 微服務(wù) 的理解都是不一樣的 . Martin Fowler在它的博客中是這樣表述微服務(wù)的

博客地址 : https://martinfowler.com/articles/microservices.html

微服務(wù)架構(gòu)風(fēng)格是一種將一個(gè)單一應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)為一組小型服務(wù)的方法每一個(gè)服務(wù)運(yùn)行在自己的進(jìn)程中服務(wù)間通信采用的輕量級(jí)通信機(jī)制通（常用HTTP 資源 API ). 這些服務(wù)圍繞業(yè)務(wù)能力構(gòu)建并且可通過(guò)全自動(dòng)部署機(jī)制獨(dú)立部署這些服務(wù)公用一個(gè)最小型的集中式的管理服務(wù)可用不同的語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，使用不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。

微服務(wù)架構(gòu)架構(gòu)如如下圖所示下圖所示:

1.2.1 微服務(wù)微服務(wù)的的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

1.2.2 微服務(wù)的缺點(diǎn)

·運(yùn)維要求較高： 更多的服務(wù)意味著更多的運(yùn)維投入。在單體架構(gòu)中，只需要保證一個(gè)應(yīng)用的正常運(yùn)行。而在微服務(wù)中，需要保證幾十甚至幾百個(gè)服務(wù)正常運(yùn)行與協(xié)作，這給運(yùn)維帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。

·分布式固有的復(fù)雜性：使用微服務(wù)構(gòu)建的是分布式 系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)容錯(cuò)、網(wǎng)絡(luò)延遲等都會(huì)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

·接口調(diào)整成本高：微服務(wù)之間通過(guò)接口進(jìn)行通信。如果修改某一個(gè)微服務(wù) API ，可能所有使用該接口的微服務(wù)都需要調(diào)整。

2、Spring Cloud 簡(jiǎn)介

2.1 簡(jiǎn)介

Spring Cloud項(xiàng)目的官方網(wǎng)址： https://projects.spring.io/spring-cloud/

Spring Cloud并不是一個(gè)項(xiàng)目而是一組項(xiàng)目的集合在Spring Cloud中包含了很多的子項(xiàng)目每一個(gè)子項(xiàng)目都是一種微服務(wù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的問(wèn)題的一種解決方案它利用Spring Boot的開(kāi)發(fā)便利性巧妙地簡(jiǎn)化了分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的開(kāi)發(fā)，如服務(wù)發(fā)現(xiàn)注冊(cè)、配置中心、消息總線、負(fù)載均衡、斷路器、數(shù)據(jù)監(jiān)控等，都可以用Spring Boot的開(kāi)發(fā)風(fēng)格做到一鍵啟動(dòng)和部署。Spring Cloud并沒(méi)有重復(fù)制造輪子，它只是將目前各家公司開(kāi)發(fā)的比較成熟、經(jīng)得起實(shí)際考驗(yàn)的服務(wù)框架組合起來(lái)，通過(guò)Spring Boot風(fēng)格進(jìn)行再封裝屏蔽掉了復(fù)雜的配置和實(shí)現(xiàn)原理，最終給開(kāi)發(fā)者留出了一套簡(jiǎn)單易懂、易部署和易維護(hù)的分布式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具包。

2.2 子項(xiàng)目介紹

2.3 Spring Cloud的版本介紹

當(dāng)我們通過(guò)搜索引擎查找一些Spring Cloud 的文章或者示例的時(shí)候往往可以在依賴中看到很多不同版本的名字 , 比如 : Angel.SR6, Brixton.SR5等。 那么，為什么 Spring Cloud 沒(méi)有像其他的 Spring 的項(xiàng)目使用類似1.x.x 版本命名規(guī)則呢?

由于Spring Cloud不像Spring社區(qū)其他項(xiàng)目那樣相對(duì)獨(dú)立，它是擁有諸多子項(xiàng)目的大型綜合項(xiàng)目。可以說(shuō)是對(duì)微服務(wù)架構(gòu)解決方案的綜合套件的組合，起包含的各個(gè)子項(xiàng)目也都是進(jìn)行獨(dú)立的更新和迭代，各自都維護(hù)自己的發(fā)布版本號(hào)。因此，每一個(gè)Spring Cloud的版本都會(huì)包含多個(gè)不同版本的子項(xiàng)目，為了管理每一個(gè)版本的子項(xiàng)目清單避免Spring Cloud的版本號(hào)與其子項(xiàng)目的版本號(hào)相混淆，沒(méi)有采用版本號(hào)的方式，而是通過(guò)命名的方式。

我們也可以在spring的官網(wǎng)上查看到對(duì)應(yīng)的最新穩(wěn)定版本信息 : https://projects.spring.io/spring-cloud/

并且也可以看到最新Edgware.SR4穩(wěn)定版對(duì)應(yīng)的子項(xiàng)目的各個(gè)版本號(hào)。

關(guān)于Spring Cloud的歷史版本信息我們可以在github上查看到 : https://github.com/spring-cloud/spring-cloud/release/releases

我們本次講解的是最新的穩(wěn)定版本Edgware.SR4 ,是基于Spring Boot 1.5.14.RELEASE版本實(shí)現(xiàn)的。

3、Spring Boot 實(shí)現(xiàn)微服務(wù)

在正式學(xué)習(xí)Spring Cloud 之前我們先使用Spring Boot實(shí)現(xiàn)一個(gè)微服務(wù)。

業(yè)務(wù)非常簡(jiǎn)單：

1、商品微服務(wù)：通過(guò)商品id 查詢商品的服務(wù)；

2、訂單微服務(wù)：通過(guò)訂單id 查詢訂單數(shù)據(jù)，同時(shí)需要調(diào)用商品微服務(wù)查詢出訂單詳情數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的商品數(shù)據(jù)。

3.1.2 創(chuàng)建實(shí)體Item

3.1.3 編寫(xiě)ItemService

3.1.4 編寫(xiě)ItemController

3.1.5 程序入口

3.1.6 創(chuàng)建配置文件

在src/main/resources目錄下創(chuàng)建一個(gè)application.properties配置文件在該文件中可以配置如下內(nèi)容

server.port=8081

指定服務(wù)啟動(dòng)占用的端口

3.1.7 啟動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行訪問(wèn)

3.2 實(shí)現(xiàn)訂單微服務(wù)

3.2.1 pom.xml文件的配置

3.2.2 創(chuàng)建實(shí)體Order

3.2.3 創(chuàng)建實(shí)體OrderDetail

3.2.4 復(fù)制Item實(shí)體

3.2.10 創(chuàng)建配置文件

在src/main/resources 目錄下創(chuàng)建一個(gè)application.properties 配置文件在該文件中可以配置如下內(nèi)容

server.port=8082

3.2.11 啟動(dòng)測(cè)試

3.3 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題

3.3.1 問(wèn)題描述

·在剛才的服務(wù)調(diào)用過(guò)程中我們的商品服務(wù)地址是直接寫(xiě)死在程序中存在硬編碼問(wèn)題

·如果商品微服務(wù)部署了多個(gè)，那么我們訂單微服務(wù)如何去調(diào)用呢？

3.3.2 問(wèn)題處理

關(guān)于硬編碼的問(wèn)題我們可以使用配置文件處理，我們可以將地址信息編寫(xiě)到配置文件中然后讀取配置文件獲取請(qǐng)求地址信息。

在配置文件中加入如下配置：

itcast.item.url=http://127.0.0.1:8081/item/

修改ItemService的實(shí)現(xiàn)通過(guò)@Value 注解獲取該值

2. 如果商品微服務(wù)部署了多個(gè)那么我們訂單微服務(wù)如何去調(diào)用呢?

關(guān)于這個(gè)問(wèn)題有的開(kāi)發(fā)人員可能會(huì)想 . 我們可以將多個(gè)商品微服務(wù)的地址配置到配置文件中，然后在進(jìn)行讀取配置文件的地址進(jìn)行調(diào)用聽(tīng)起來(lái)好像可以，但是我們需要考慮以后問(wèn)題就是后期維護(hù)的問(wèn)題。

·如果商品微服務(wù)的我們又添加或者減少了一個(gè)部署，相應(yīng)的我們需要去更改配置文件的內(nèi)容;

·如果商品微服務(wù)的ip地址發(fā)送了改變，那么我們也需要相應(yīng)的修改配置文件的地址。

所以我們自己這樣實(shí)現(xiàn)比較麻煩。

我們可以使用服務(wù)注冊(cè)于發(fā)現(xiàn)機(jī)制來(lái)完成。

4 Spring Cloud快速入門

由上圖可以看出：

1、服務(wù)提供者將服務(wù)注冊(cè)到注冊(cè)中心

2、服務(wù)消費(fèi)者通過(guò)注冊(cè)中心查找服務(wù)

3、查找到服務(wù)后進(jìn)行調(diào)用(這里就是無(wú)需硬編碼 url 的解決方案)

4.1 注冊(cè)中心 Eureka

Spring Cloud提供了多種注冊(cè)中心的支持，如： Eureka 、 ZooKeeper 等。推薦使用Eureka 。

Spring Cloud Eureka是Spring Cloud Netflix 微服務(wù)套件中的一部分，它基于Netflix Eureka做了二次封裝。主要負(fù)責(zé)完成微服務(wù)架構(gòu)中的服務(wù)治理功能。

原理如下圖所示

Eureka包含兩個(gè)組件： Eureka Server 和 Eureka Client 。

Eureka Server 提供服務(wù)注冊(cè)服務(wù)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)后，會(huì)在 Eureka Server中進(jìn)行注冊(cè)，這樣 EurekaServer中的服務(wù)注冊(cè)表中將會(huì)存儲(chǔ)所有可用服務(wù)節(jié)點(diǎn)的信息，服務(wù)節(jié)點(diǎn)的信息可以在界面中直觀的看到。

Eureka Client是一個(gè)java 客戶端，用于簡(jiǎn)化與 Eureka Server的交互在應(yīng)用啟動(dòng)后，將會(huì)向Eureka Server發(fā)送心跳默認(rèn)周期為 30 秒，如果 Eureka Server在多個(gè)心跳周期內(nèi)沒(méi)有接收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)的心跳，Eureka Server將會(huì)從服務(wù)注冊(cè)表中把這個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)移除默認(rèn) 90 秒 。

Eureka Server之間通過(guò)復(fù)制的方式完成數(shù)據(jù)的同步，Eureka還提供了客戶端緩存機(jī)制，即使所有的Eureka Server都掛掉，客戶端依然可以利用緩存中的信息消費(fèi)其他服務(wù)的 API 。綜上，Eureka通過(guò)心跳檢查、客戶端緩存等機(jī)制，確保了系統(tǒng)的高可用性、靈活性和可伸縮性。

4.2 編寫(xiě)Eureka Server

4.2.1 pom.xml

啟動(dòng)類

4.2.3 配置文件

4.2.4 啟動(dòng)程序訪問(wèn)服務(wù)端

訪問(wèn)地址 : http://localhost:6868/

4.3 商品微服務(wù)注冊(cè)到注冊(cè)中心

接下來(lái)，我們需要將商品的微服務(wù)注冊(cè)到Eureka服務(wù)中。

4.3.1 修改pom文件

引入Spring Cloud的管理依賴以及Eureka服務(wù)依賴。

4.3.2 修改配置文件

4.3.3 修改啟動(dòng)類

import org.springframework.boot.SpringApplication;

import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@EnableDiscoveryClient     // 聲明這是 Eureka 的客戶端

@SpringBootApplication     // 聲明這是一個(gè) Spring Boot 項(xiàng)目

public class ItemApplication {

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(ItemApplication.class, args);

    }

}

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