微服务之服务注册中心(Nacos)

前言

微服务是一种拆分之后分而治之和分而动态强化之思想；

把一股防御力量拆分为海、陆、空军；

  • 在战时可以在敌人侵犯海域时强化海军力量， 可以在遇到空袭时强化空军力量， 可以在在敌人登陆时强化陆军力量，以对来犯之敌；
  • 在和平时期还可以进行针对性管理； 

为什么要将1个整体的应用程序，拆分成1堆无法再继续拆分的微服务呢？

架构化整为零之后，就可以针对某1个功能模块进行动态地弹性扩缩容和针对性的管理；

一、微服务介绍

从互联网早起到现在，系统架构大体经历了下面几个过程: 单体应用架构--->垂直应用架构--->分布式架构--->SOA架构--->微服务架构

1.单体应用架构

互联网早期，一般的网站应用流量较小，只需一个应用，将所有功能代码都部署在一起就可以，这样可以减少开发、部署和维护的成本。

比如说一个电商网站，里面会包含很多用户管理，商品管理，订单管理，物流管理等等很多模块，我们会把它们做成1个web项目，然后部署到1台Tomcat上。

1.1.优点

项目架构简单，小型项目的话， 开发成本低；项目部署在一个节点上， 维护方便

1.2.缺点

全部功能集成在1个工程中，对于大型项目来讲上限之后，无法针对不同模块进行针性的性优化和水平扩展；

2.垂直应用架构

随着访问量的逐渐增大，单一应用只能依靠增加节点来应对，但是这时候会发现并不是所有的模块都会有比较大的访问量。

还是以上面的电商为例子，用户访问量的增加可能影响的只是用户和订单模块，但是对消息模块的影响就比较小。

那么此时我们希望只多增加几个订单模块，而不增加消息模块，此时单体应用就做不到了，垂直应用就应运而生了。

所谓的垂直应用架构，就是将原来的一个应用拆成互不相干的几个应用，比如我们可以将上面电商的单体应用拆分成

  • 电商系统(用户管理 商品管理 订单管理)

  • 后台系统(用户管理 订单管理 客户管理)

  • CMS系统(广告管理 营销管理)

这样拆分完毕之后，一旦用户访问量变大，只需要增加电商系统的节点就可以了，而无需增加后台和CMS的节点。

 

 

2.1.优点

系统拆分实现了流量分担，解决了并发问题，而且可以针对不同模块进行优化和水平扩展；

2.2.缺点

系统之间相互独立，子模块之间无法相互调用，扩展新模块是需要重复开发依赖模块；

3.分布式架构

当垂直应用越来越多，重复的业务代码就会越来越多。这时候，我们就思考可不可以将重复的代码抽取出来，做成统一的业务层作为独立的服务，然后由前端控制层调用不同的业务层服务呢？

这就产生了新的分布式系统架构。它将把工程拆分成表现层和服务层两个部分，服务层中包含业务逻辑。表现层只需要处理和页面的交互，业务逻辑都是调用服务层的服务来实现。

3.1.优点

抽取公共的功能为服务层，提高代码复用性

3.2.缺点

系统间耦合度变高，调用关系错综复杂，难以维护

4.面向服务架构（SOA）

SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务架构） 是一种以服务为核心单元、通过标准化接口实现松耦合与跨平台复用的企业级架构风格，核心目标是让业务功能可复用、可组合、易集成。

在分布式架构下，当服务越来越多，容量的评估，小服务资源的浪费等问题逐渐显现，此时需增加一个调度中心对集群进行实时管理。

此时，用于资源调度和治理中心(SOA即Service Oriented Architecture，面向服务的架构)是关键。

4.1.优点

使用注册中心解决了服务间调用关系的自动调节；

4.2.缺点

服务间会有依赖关系，一旦某个环节出错会影响较大，服务关系复杂，运维、测试部署困难；

5.微服务架构

在面向服务架构（SOA）中，ESB是总机，所有电话必须转总机，这叫通信中心化；

用户 → [电商系统/后台系统/CMS系统]
            ↓
          [ ESB 总线 ]  ← 中央管控
            ↓
[用户服务/商品服务/订单服务 / ...]
            ↓
      [ 共享数据库 ]

而在微服务架构中，注册中心是通讯录，通信是点对点，这叫去中心化。

微服务架构在某种程度上是面向服务的架构SOA继续发展的下一步，它更加强调服务的"彻底拆分。

简单的说就是将单体应用进一步拆分，拆分成更小的服务，每个服务都是1个可以独立运行的项目。

 

5.1.优点

服务原子化拆分，独立打包、部署和升级，保证每个微服务清晰的任务划分，利于扩展

5.2.缺点

分布式系统开发的技术成本高；

二、认识微服务

很多人把微服务等同于go-zero/go-micro/SpringCloud/Dubbo，其实这是把微服务实现框架当成了架构思想。

1.微服务本质是架构风格

微服务（Microservices）本质是1种架构风格（Architectural Style），核心思想是：

  • 一个系统拆成多个独立服务

  • 每个服务 独立开发、独立部署

  • 服务之间通过网络协议通信

  • 每个服务可以独立技术栈

所以微服务的关键点是：

  • 服务拆分

  • 独立部署

  • 去中心化网络通信

而不是某1个实现框架。

三、微服务架构实现方案

微服务是一种架构风格，而不是框架，实现微服务架构不需要依赖某一个技术栈或者框架！

微服务 = 设计思想 + 组织方式，它定义的是「怎么拆、怎么协作、怎么治理」，而不是「必须用 Java/Python/Go」或「必须用 Spring Cloud/Dubbo」。

你可以用任何语言、任何框架、任何通信协议来落地微服务，只要满足核心特征：

  • 服务拆分：单一职责、细粒度
  • 独立部署：每个服务可单独构建、发布、扩缩容
  • 去中心化通信：点对点调用，无中央总线
  • 数据自治：服务自有数据库，不共享
  • 独立演进：技术栈可异构，互不影响

1.微服务是架构不是框架

微服务只看架构设计，不绑定SpringCloud、go-micro这类代码级框架，框架只是业务开发的工具，根本不是架构的核心。

Kubernetes不是微服务框架，而是1个为微服务架构应用提供运行环境和治理能力的基础设施平台。

Kubernetes将微服务治理能力从应用框架下沉到了基础设施层。

微服务体系可分三层：

应用层
   ↓
微服务框架
(Spring Cloud / Dubbo)

基础设施层
(Kubernetes)

流量治理层
(Service Mesh)

以下是微服务架构在不同层级的实现方式。

实现方式核心层级本质适合场景
Java微服务框架（Spring Cloud / Dubbo） 应用层 / 业务层 用框架内置的组件（服务发现、配置、熔断等）实现微服务治理 中小团队、Java 技术栈统一、快速上线
kubernetes+Envoy+ Istio（服务网格） 网络层 / 基础设施层 用 Sidecar 代理接管流量，实现无侵入式微服务治理 多语言架构、大规模微服务、需要强治理能力
公有云（阿里云） 基础设施层 用云厂商托管服务（容器、网关、微服务引擎MSE等）实现微服务 不想自建基础设施、追求降本增效、云上原生业务

假设当前需要开发一个微服务项目，其软件架构如下：

  • 通过Nginx做微服务网关（统一网关入口）
  • 通过DNS做服务注册发现，每个微服务使用不同域名区分（服务注册发现）
  • 通过Python/Java/Golang这3种不同的编程语言开发各个微服务（各微服务独立演进）
  • 各个微服务的数据库也独立（各微服务数据自治）
  • 通过grpc/http相互通信（各微服务间去中心化通信）

这其实也是1种最原始、最纯粹的微服务架构。

其实微服务是一种架构思路，核心是把服务拆细、独立部署、去中心化通信。

微服务架构的实现跟用不用go-micro/SpringCloud没有捆绑关系，只是使用go-micro/SpringCloud这些微服框架，不需要重复开发服务发现、熔断这些功能，框架不是微服务架构的必需品。

SpringCloud、Dubbo、Istio本质是这些都是微服务治理工具，不是微服务架构本身。

当服务被拆分成多个微服务后，会出现以下问题：

问题解决组件
服务发现 Eureka / Nacos
负载均衡 Ribbon
熔断降级 Hystrix
配置中心 Config
网关 Gateway
链路追踪 Zipkin

2.kubernetes和云原生生态解决了哪些微服务治理问题？

微服务网关入口 ingress+ingress controller

服务发现 Service + CoreDNS

负载均衡 kube-proxy / Service / Ingress / Gateway API

滚动发布 & 灰度 Deployment / StatefulSet

弹性扩缩容 HPA / VPA / KEDA

配置管理 ConfigMap

密钥/证书管理 Secret / Cert-Manager

熔断、降级 Service Mesh (Istio/Linkerd)

限流、限流 Istio / Ingress-NGINX / APISIX

超时、重试 Service Mesh / 业务代码

mTLS 双向认证 Istio / Linkerd 自带 mTLS

可观测性（日志/指标/追踪） Prometheus + Grafana + Jaeger

流量治理（路由、镜像、染色） Istio VirtualService / Gateway

权限 & 安全策略 NetworkPolicy / OPA / Istio AuthorizationPolicy

3.Java微服务框架

在Java领域目前比较知名的微服务框架是SpringCloud和SpringCloudAlibaba

  • SpringCloud：Spring基于NetFlix微服务组件进行封装，提供微服务一站式解决方案

  • SpringCloudAlibaba：在SpringCloud NetFlix基础上封装了阿里巴巴的微服务解决方案 

 

四、微服务环境搭建

微服务的构建应遵循以下原则：

  • 单一职责：不同微服务，不要重复开发相同业务

  • 独立数据库：微服务数据独立，不要访问其它微服务的数据库

  • 暴露接口：微服务可以将自己的业务暴露为接口，供其它微服务调用

1.微服务构建示例

今日我来实现一个简单的微服务调用，以用户模块和订单模块这2个模块为例

1.1.创建微服务项目

springcloud-demo：父工程，管理依赖

  • order-service：订单微服务，负责订单相关业务

  • user-service： 用户微服务，负责用户相关业务

1.2.导入数据库

cloud_order数据库

/*
 Navicat Premium Data Transfer

 Source Server         : local
 Source Server Type    : MySQL
 Source Server Version : 50622
 Source Host           : localhost:3306
 Source Schema         : heima

 Target Server Type    : MySQL
 Target Server Version : 50622
 File Encoding         : 65001

 Date: 01/04/2021 14:57:18
*/

create database cloud_order;
use cloud_order;

SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
-- Table structure for tb_order
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `tb_order`;
CREATE TABLE `tb_order`  (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '订单id',
  `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '用户id',
  `name` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '商品名称',
  `price` bigint(20) NOT NULL COMMENT '商品价格',
  `num` int(10) NULL DEFAULT 0 COMMENT '商品数量',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  UNIQUE INDEX `username`(`name`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 109 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;

-- ----------------------------
-- Records of tb_order
-- ----------------------------
INSERT INTO `tb_order` VALUES (101, 1, 'Apple 苹果 iPhone 12 ', 699900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (102, 2, '雅迪 yadea 新国标电动车', 209900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (103, 3, '骆驼（CAMEL）休闲运动鞋女', 43900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (104, 4, '小米10 双模5G 骁龙865', 359900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (105, 5, 'OPPO Reno3 Pro 双模5G 视频双防抖', 299900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (106, 6, '美的（Midea) 新能效 冷静星II ', 544900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (107, 2, '西昊/SIHOO 人体工学电脑椅子', 79900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (108, 3, '梵班（FAMDBANN）休闲男鞋', 31900, 1);

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
cloud_order.sql

cloud_user数据库

/*
 Navicat Premium Data Transfer

 Source Server         : local
 Source Server Type    : MySQL
 Source Server Version : 50622
 Source Host           : localhost:3306
 Source Schema         : heima

 Target Server Type    : MySQL
 Target Server Version : 50622
 File Encoding         : 65001

 Date: 01/04/2021 14:57:18
*/


create database cloud_user;
use cloud_user;

SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
-- Table structure for tb_user
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `tb_user`;
CREATE TABLE `tb_user`  (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '收件人',
  `address` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '地址',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  UNIQUE INDEX `username`(`username`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 109 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;

-- ----------------------------
-- Records of tb_user
-- ----------------------------
INSERT INTO `tb_user` VALUES (1, '柳岩', '湖南省衡阳市');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (2, '文二狗', '陕西省西安市');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (3, '华沉鱼', '湖北省十堰市');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (4, '张必沉', '天津市');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (5, '郑爽爽', '辽宁省沈阳市大东区');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (6, '范兵兵', '山东省青岛市');

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
cloud_user.sql

1.3.pom依赖

springcloud-demo

<?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.itheima</groupId>
    <artifactId>springcloud-demo</artifactId>
    <packaging>pom</packaging>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <modules>
        <module>order-service</module>
        <module>user-service</module>
    </modules>

    <!-- 继承springboot -->
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.3.9.RELEASE</version>
        <relativePath/>
    </parent>

    <!-- 版本常量 -->
    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
        <spring-cloud.version>Hoxton.SR10</spring-cloud.version>
        <mysql.version>5.1.47</mysql.version>
        <mybatis-plus.version>3.4.0</mybatis-plus.version>
        <spring-cloud-alibaba.version>2.2.5.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version>
    </properties>

    <!-- 版本锁定 -->
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <!-- 继承springCloud -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <!-- 继承springCloudAlibaba -->
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <!-- mysql驱动 -->
            <dependency>
                <groupId>mysql</groupId>
                <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
                <version>${mysql.version}</version>
            </dependency>
            <!--mybatisPlus 起步依赖-->
            <dependency>
                <groupId>com.baomidou</groupId>
                <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
                <version>${mybatis-plus.version}</version>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <!--依赖管理-->
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>
pom.xml

order-service

<?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>springcloud-demo</artifactId>
        <groupId>com.itheima</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>order-service</artifactId>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>
pom.xml

user-service

<?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>springcloud-demo</artifactId>
        <groupId>com.itheima</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>user-service</artifactId>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>
pom.xml 

1.4.实现远程调用

根据订单id查询订单的同时，把订单所属的用户信息一起返回

 

 

在服务调用关系中,会有2个不同的角色；

  • 服务提供者：被其它微服务调用的服务

  • 服务消费者：调用其它微服务的服务

注意：在微服务中服务提供者与服务消费者的角色并不是绝对的，而是相对于业务而言。

1.5.技术分析

order-service服务向user-service服务发起1个HTTP的请求，调用user-service服务的http://localhost:8081/user/{userId}接口；

  • HttpClient

    Apache的一个网络框架，网络请求做了完善的封装，api众多，但是代码复杂 。

  • OkHttp

    高效的HTTP客户端，它能允许同一ip和端口的请求重用一个socket，这样能够降低网络连接的时间

  • RestTemplate

    Spring提供的用于访问Rest服务的客户端，提供多种便捷访问远程Http服务的方法，大大提高客户端的编写效率

1.6.代码实现

1.6.1.注入RestTemplate对象

SpringBoot启动类就是1个配置类，因此可以在启动类中向IOC容器注入RestTemplate 对象

package com.itheima.order;

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@MapperScan("com.itheima.order.mapper")
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
    }

    //SpringBoot启动是，在Spring容器中放入1个restTemplate对象
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

}
OrderApplication.java

1.6.2.OrderService调用用户微服务

在OrderService中调用用户微服务的方法http://localhost:8081/user/{userId}，根据id获取user对象

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    public Order findById(Long orderId) {
        // 1.查询订单
        Order order = orderMapper.selectById(orderId);
        //2.调用user-service服务查询当前订单的用户信息
        String url = "http://127.0.0.1:8081/user/" + order.getUserId();
        User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
        //3.user封装到order对象
        order.setUser(user);
        // 4.返回
        return order;
    }
}

 

五、Eureka服务注册中心实现服务治理

当前已经可以通过RestTemplate实现微服务之间的调用，但是服务提供者的网络地址（ip，端口）等硬编码到了代码中，这种做法存在许多问题：

  • 一旦服务提供者地址变化，就需要手工修改代码

  • 一旦是多个服务提供者，无法实现负载均衡功能

  • 一旦服务变得越来越多，人工维护调用关系困难

这时候就需要通过注册中心动态的实现服务治理；

服务注册中心本质上是实现解耦服务提供者和服务消费者的前提下，保证微服务之间的相互调用；

1个服务注册中心应具备以下核心功能：

  • 服务注册
  • 服务发现
  • 服务续约
  • 服务剔除

1.服务治理

服务治理是微服务架构中最核心最基本的模块。用于实现各个微服务的自动化服务注册与服务发现。

  • 服务注册：在服务治理框架中，都会构建1个注册中心（电话本），每个微服务单元向注册中心登记自己提供服务的详细信息。并在注册中心形成1张服务的清单，服务注册中心需要以心跳的方式去监测清单中的服务是否可用，如果不可用，需要在服务清单中剔除不可用的服务。

  • 服务发现：服务调用方向服务注册中心咨询服务，并获取所有服务的实例清单，实现对具体服务实例的访问。

 

 

 

2.Eureka简介

Eureka是SpringCloud技术栈中提供的用作微服务注册中心的组件，它可以实现微服务的自动注册、发现、状态监控。

  • Eureka-Server：就是服务注册中心（可以是一个集群），对外暴露自己的地址。

  • 提供者：服务提供方，它启动后向Eureka注册自己信息（地址，服务名称等），并且定期进行服务续约（提供者定期通过http方式向Eureka刷新自己的状态）

  • 消费者：服务调用方，它会定期去Eureka拉取服务列表，然后使用负载均衡算法选出一个服务进行调用。

 

3.搭建Eureka服务端

通过源码的方式搭建1个Eureak注册中心，实现微服务的治理；

注册中心一般都是集群架构，这里我使用单机；

3.1.pom依赖

  <dependencies>
        <!--euraka服务端-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

 

3.2.application.yml

server:
  port: 8761
spring:
  application:
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    # 注册中心的职责是维护服务实例，不需要去检索服务
    fetch-registry: false
    # 默认设置下，注册中心会将自己作为客户端来尝试注册自己，设置为false代表不向注册中心注册自己
    register-with-eureka: false

3.3.EurekaApplication

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

@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer// 开启注册中心功能
public class EurekaApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaApplication.class,args);
    }
}

 

4.注册微服务到注册中心

想要把1个微服务注册到Eureka注册中心需要设置微服务为Eureka的客户端；

4.1.订单微服务注册到注册中心

4.1.1.在pom.xml中添加Eureka客户端的依赖

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka

4.1.2.在主类上添加@EnableDiscoveryClient注解

4.1.3.在application.yaml中添加eureka服务的地址

# eureka服务器地址
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka

 

4.1.3.调整RestTemplate添加@LoadBalanced注解

package com.zhanggen.order;

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@MapperScan("com.zhanggen.order.mapper")
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class OrderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
    }

    //SpringBoot启动是，在Spring容器中放入1个restTemplate对象
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

}

4.1.4.修改OrderService实现微服务调用

 @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    public Order findById(Long orderId) {
        // 1.查询订单
        Order order = orderMapper.selectById(orderId);
        //2.调用user-service服务查询当前订单的用户信息
　　　　//String url = "http://127.0.0.1:8081/user/" + order.getUserId();
        String url = "http://user-service/user/" + order.getUserId();
        User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
        //3.user封装到order对象
        order.setUser(user);
        // 4.返回
        return order;
    }

4.2.用户微服务注册到注册中心

操作同上

 

5.客户端负载均衡

我们前面添加了@LoadBalanced注解，它除了支持简单的服务调用之外，更加强大的功能是支持客户端负载均衡。

负载均衡就是将负载（工作任务，访问请求）进行分摊到多个操作单元上进行执行。

根据负载均衡发生位置的不同，一般分为服务端负载均衡和客户端负载均衡。

服务端负载均衡：指的是发生在服务提供者一方，比如常见的nginx负载均衡。

客户端负载均衡：指的是发生在消费的一方，也就是在发送请求之前已经选好了由哪个实例处理请求。

 

 

我们在微服务架构中，调用关系中一般会选择客户端负载均衡，也就是在服务调用的一方来决定服务由哪个提供者执行。5.

5.1.客户端负载均衡测试

我将使用2个提供者(user-service)，测试服务消费者(order-service)配置的客户端负载均衡是否配置生效？

 5.1.1.启动微服务

 

6.客户端负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在IRule接口中，它有很多不同的实现类，分别代表不同规则

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。第一次到8081，第二次就到8082，第三次又到8081，第四次又到8082…
AvailabilityFilteringRule 可用过滤规则，其实它功能是先过滤掉不可用的Server实例，再选择并发连接最小的实例。
WeightedResponseTimeRule 为每一个服务器计算一个==权重==范围区间，权重区间的宽度越大，而权重区间宽度越大被选中的概率就越大。
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 轮询重试（重试采用的默认也是轮询）

 

7.配置客户端负载均衡策略

SpringCloud允许通过定义IRule修改负载均衡规则，有两种方式：

注意配置客户端负载均衡的策略，需要在消费方配置；

配置实现的目的是服务消费方调用---->服务提供方时应采用什么负载均衡策略？

7.1.配置全局

package com.zhanggen.order;

import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;
import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@MapperScan("com.zhanggen.order.mapper")
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class OrderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
    }

    //SpringBoot启动是，在Spring容器中放入1个restTemplate对象
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
    //全局方式：向Spring容器中直接放入想要使用的策略对象
    @Bean
    public IRule randomRule(){
        return new RandomRule();
    }

}

7.1.配置局部

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka
#当前微服务调用user-service微服务时，使用 com.netflix.loadbalancer.RandomRule负载均衡规则
user-service:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

 

8.客户端负载均衡实现原理

我们在调用服务提供方的时候，发出的HTTP请求URL明明是http://user-service/user/1是怎么变成了http://localhost:8081/user/1的呢？

显然有人帮我们根据service名称，获取到了服务实例的ip和端口，它就是Ribbon组件的LoadBalancerInterceptor。

这个类会在对RestTemplate的请求进行拦截，然后从Eureka根据服务id获取服务列表，随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息，替换服务id。

9.饥渴加载

Ribbon默认是采用懒加载，即第1次访问时才会去创建LoadBalanceClient，所有导致第1次请求时间会很长。

而饥饿加载则会在项目启动时即要创建，延长了项目启动的时间，降低第1次访问的耗时，通过下面配置开启饥饿加载：

ribbon:  
    eager-load:    
        enabled: true # 开启饥饿加载    
        clients:       
        - user-service  # 指定饥饿加载的服务名称

 

六、Nacos服务注册中心实现服务治理

Nacos是阿里巴巴的产品，和Eureka功能一样，也可以作为服务注册中心使用，相比Eureka功能更加丰富，在国内受欢迎程度较高。

1.使用Nacos

下面我使用Nacos搭建1个注册中心，让order-service和user-service两个自动发现微服务客户端，来注册中心完成自动注册；

1.1.搭建Nacos服务端

在企业开发过程中，我们比较习惯使用Nacos提供的压缩包直接运行Nacos服务，而不是向Eureka那样使用源代码启动

  • 将资料中的nacos-server-1.4.2.zip解压即安装
  • 进入安装路径的bin目录，通过cmd命令行输入startup.cmd -m standalone即可启动
  • 访问http://127.0.0.1:8848/nacos/#/login管理页面，完成登录：用户名和密码：nacos

 

1.2.微服务配置

在微服务自动发现的客户端配置SpringBoot项目的支持Nacos客户端依赖，配置文件配置Nacos服务的地址；

1.2.1.pom文件

  <!--nacos注册中心客户端依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>

1.2.2.application.yml

  #Nacos注册中心的地址
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

 

2.服务分级存储

 1个服务（类）可以有多个实例（对象），例如我们的user-service服务，可以有以下3个实例

  • 127.0.0.1:8081

  • 127.0.0.1:8082

  • 127.0.0.1:8083

假如这3个实例部署在全国各地的不同机房，例如：

  • 127.0.0.1:8081，在北京机房

  • 127.0.0.1:8082，在北京机房

  • 127.0.0.1:8083，在上海机房

我们可以把1个服务产生的多个实例，划分到多个不同的集群（逻辑管理单位）中；

这样设计的目的是为了使服务消费者调用服务提供者时，优先选择本地集群中的服务提供者；

避免服务消费者跨集群(区域)调用非本地集群的服务提供者，造成网络较高的网络延时；

2.1.配置服务消费者

服务消费者在Beijing集群中

Nacos注册中心的地址
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
        cluster-name: Beijing
user-service:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule

2.2.配置服务提供者

2个服务提供者也在Beijing集群中

  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
        cluster-name: Beijing # 服务所在集群名称

1个服务提供者也在Shanghai集群中

-Dserver.port=8083 -Dspring.cloud.nacos.discovery.cluster-name=SH

 

2.3.测试

此时服务消费者在Beijing集群中，那么该服务在调用服务提供者时，会优先选择Beijing集群中的那2个服务提供者；

 

 

3.实例权重配置

Nacos支持权重配置来控制不同实例的访问频率，权重越大则访问频率越高。0 <= 权重值 <= 1

 

3.临时实例

Nacos的服务实例分为2种类型：

  • 临时实例（不关心去留的临时工）：          如果检查不到该实例的心跳超过一定时间，会从服务列表剔除，默认的类型。

  • 非临时实例（关心去留的正式工）：如果如果检查不到该实例的心跳（实例宕机），不会从服务列表剔除，也可以叫永久实例。

 

3.1.配置

配置1个服务产生的实例为永久实例：

spring:   
    cloud:     
        nacos:       
            discovery:         
                ephemeral: false # 设置为非临时实例

 

3.2.临时实例和非临时实例的区别？

临时和持久化的区别主要在健康检查失败后的表现，持久化实例健康检查失败后会被标记成不健康，而临时实例会直接从列表中被删除；

  • 临时实例，健康检查失败，则直接可以从列表中删除。这种特性就比较适合那些需要应对流量突增的场景，服务可以进行弹性扩容。当流量过去之后，服务停掉即可自动注销了。

  • 持久化实例，健康检查失败，会被标记成不健康状态。它的好处是运维可以实时看到实例的健康状态，便于后续的警告、扩容等一些列措施。

 

4.Nocos和Eureka的区别

Nacos和Eureka整体结构类似，服务注册、服务拉取、心跳等待，但是也存在一些差异：

模块NacosEureka说明
注册中心 是 是 服务治理基本功能，负责服务中心化注册
配置中心 是 否 Eureka需要配合Config实现配置中心，且不提供管理界面
动态刷新 是 否 Eureka需要配合MQ实现配置动态刷新，Nacos采用Netty保持TCP长连接实时推送
可用区AZ 是 是 对服务集群划分不同区域，实现区域隔离，并提供容灾自动切换
分组 是 否 Nacos可用根据业务和环境进行分组管理
元数据 是 是 提供服务标签数据，例如环境或服务标识
权重 是 否 Nacos默认提供权重设置功能，调整承载流量压力
健康检查 是 是 Nacos支持由客户端或服务端发起的健康检查，Eureka是由客户端发起心跳
负载均衡 是 是 均提供负责均衡策略
管理界面 是 否 Nacos支持对服务在线管理，Eureka只是预览服务状态

 

 

参考

posted on 2022-06-25 16:09  运维体系建设之路  阅读(3330)  评论(0)    收藏  举报