springcloud学习day1--微服务注册组件

什么是微服务

微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案

单体架构

  • 优点：简单方便，部署成本低
  • 缺点：耦合度高，扩展性差

分布式架构

  • 优点：耦合度低，扩展性好，每个业务模块作为独立项目开发，称为一个服务
  • 缺点：架构复杂，难度大

微服务：一种良好的分布式架构方案

SpringCloud

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配置

服务拆分及远程调用

服务拆分

  • 将整个项目按照不同的功能模块进行合理拆分，称为一个服务，使得每个服务之间相互独立
  • 微服务可以将业务暴露为接口，供其他服务进行使用
  • 不同微服务都应该有自己独立的数据库

远程调用

场景：在一个商城项目中，有用户模块，和订单模块

需求：在查询订单时，需要在订单信息中展示对应的用户信息

问题：这两个模块是相互独立的，且都拥有自己的数据库，订单模块无法直接查询用户表中的数据（违背了微服务降低耦合的初衷）

解决方案：在订单模块中使用RestTemplate 发送http请求给用户模块，获取用户数据

操作步骤：

  1. 将 RestTemplate 对象加入到 ioc容器
@Configuration
public class RestConfig {
    //将RestTemplate注册为bean
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}
  1. 发送请求
//设置请求路径
String url = "http://localhost:8081/user/"+ order.getUserId();
//getForObject(url, User.class)
//发送get请求，User.class 表示将返回的json数据反序列化为 User类型的实体
User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);

服务调用关系

  • 服务提供者：暴露接口给其他用户调用
  • 服务消费者：调用其它微服务提供的接口
  • 提供者与消费者的角色是相对的

eureka 注册中心

如果按照上面的方式来发送远程调用的请求，其实还存在许多问题，假如我们的服务提供者user-service部署了多个实例，如图：

那么

  • order-service在发起远程调用的时候，该如何得知user-service实例的ip地址和端口？
  • 有多个user-service实例地址，order-service调用时该如何选择？
  • order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康，是不是已经宕机？

这些问题可以使用SpringCloud中的注册中心来解决，其中最广为人知的注册中心就是Eureka，其结构如下：

image-20221017135827016

问题1：order-service如何得知user-service实例地址？

获取地址信息的流程如下：

  • user-service服务实例启动后，将自己的信息注册到eureka-server（Eureka服务端）。这个叫服务注册
  • eureka-server保存服务名称到服务实例地址列表的映射关系
  • order-service根据服务名称，拉取实例地址列表。这个叫服务发现或服务拉取

问题2：order-service如何从多个user-service实例中选择具体的实例？

  • order-service从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址
  • 向该实例地址发起远程调用

问题3：order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康，是不是已经宕机？

  • user-service会每隔一段时间（默认30秒）向eureka-server发起请求，报告自己状态，称为心跳
  • 当超过一定时间没有发送心跳时，eureka-server会认为微服务实例故障，将该实例从服务列表中剔除
  • order-service拉取服务时，就能将故障实例排除了

搭建eureka

创建eureka服务

  1. 在项目中新建一个模块（eureka本身也是一个服务），引入eureka-server依赖
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>
  1. 编写springboot启动类，并开启eureka服务
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer //开启eureka服务
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class,args);
    }
}
  1. 编写配置文件
server:
  port: 8888 # 服务端口
spring:
  application:
    name: eureka # 服务名称
eureka:
  client:
    service-url: # eureka地址信息
      defaultZone: http://127.0.0.1:8888/eureka

服务注册

  1. 在需要注册的模块中，引入eureka-client依赖
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
  1. springboot配置文件，添加服务名称，eureka地址
spring:
  application:
    name: userservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

服务发现

完成以上操作后，在RestTemplate 配置方法上加上@LoadBalanced 注解，以后进行远程调用时，不再写固定的 url ，而是想要调用的服务名称，eureka会依据负载均衡策略自动帮我们分发请求到对应的服务

  1. 将RestTemplate 添加到 ioc 容器
//将RestTemplate注册为bean
@Bean
@LoadBalanced //负载均衡
public RestTemplate restTemplate(){
    return new RestTemplate();
}
  1. 发送远程调用请求
String url = "http://userservice/user/"+ order.getUserId();
User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);

Ribbon负载均衡

@LoadBalanced注解，即可实现负载均衡功能，这是什么原理呢？

负载均衡原理

image-20221017154030579

SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件，来实现负载均衡功能的

实现过程：

  1. 在RestTemplate发起请求后，会被 LoadBalancerIntercepor（负载均衡拦截器）进行拦截，它会获取请求的主机名也就是String url = "http://userservice/user/"+ order.getUserId();中的服务名称userservice

  2. 得到服务名称后，再去eureka中获取服务列表

  3. 然后根据负载均衡策略，将请求分发给服务列表中的微服务

image-20221017161344130

负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在IRule接口中，而IRule有很多不同的实现类：

image-20221017161436446

不同规则的含义如下：

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。它是Ribbon默认的负载均衡规则。
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..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 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 重试机制的选择逻辑

默认的实现就是ZoneAvoidanceRule，是一种轮询方案

自定义负载均衡策略

  1. 通过配置类实现，自定义一个 IRule bean，不同的返回类型即代表配置的负载均衡策略（对应上表所示）；这种配置为全局配置，该模块下的所有的远程调用都将遵循该配置
@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}
  1. 通过springboot配置文件实现，该配置是针对某个服务的配置
userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则

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，通过下面配置开启饥饿加载：

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: userservice # 服务列表

nacos注册中心

Nacos是阿里巴巴的产品，现在是SpringCloud中的一个组件。相比Eureka功能更加丰富，在国内受欢迎程度较高

nacos服务注册

  1. 引入依赖

父工程依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    <version>2.2.6.RELEASE</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

服务依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

  1. 在user-service和order-service的application.yml中添加nacos地址：

    spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848

服务分级存储模型

一个服务可以有多个实例，例如我们的user-service，可以有:

  • 127.0.0.1:8081
  • 127.0.0.1:8082
  • 127.0.0.1:8083

假如这些实例分布于全国各地的不同机房，例如：

  • 127.0.0.1:8081，在上海机房
  • 127.0.0.1:8082，在上海机房
  • 127.0.0.1:8083，在杭州机房

Nacos就将同一机房内的实例 划分为一个集群。

也就是说，user-service是服务，一个服务可以包含多个集群，如杭州、上海，每个集群下可以有多个实例，形成分级模型，如图：

image-20210713232522531

配置集群

修改user-service的application.yml文件，添加集群配置：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ # 集群名称

同集群优先的负载均衡

微服务互相访问时，应该尽可能访问同集群实例，因为本地访问速度更快。当本集群内不可用时，才访问其它集群。例如：

image-20210713232658928

杭州机房内的order-service应该优先访问同机房的user-service。

修改order-service的application.yml文件，修改负载均衡规则：

userservice:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则 该模式下会优先访问同一集群的服务列表，再随机访问列表中的服务

实例的权重配置

  • nacos控制台可以设置实例的权重值，0-1之间
  • 相同集群内的多个实例，权重大的被访问的概率越高
  • 权重值为0，则不会被访问
image-20221017212346181

环境隔离 - namespace

Nacos提供了namespace来实现环境隔离功能（例如：生产环境，测试环境）。

  • nacos中可以有多个namespace
  • namespace下可以有group、service等
  • 不同namespace之间相互隔离，例如不同namespace的服务互相不可见

创建命名空间

nacos控制台的 命名空间菜单中可以创建命名空间

image-20221017213701627

为服务配置 namespace

给微服务配置namespace只能通过修改配置来实现。

例如，修改order-service的application.yml文件：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ
        namespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间ID

Nacos与Eureka的区别

Nacos的服务实例分为两种l类型：

  • 临时实例：如果实例宕机超过一定时间，会从服务列表剔除，默认的类型。

  • 非临时实例：如果实例宕机，不会从服务列表剔除，也可以叫永久实例。

配置一个服务实例为永久实例：

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

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：

image-20210714001728017

  • Nacos与eureka的共同点

    • 都支持服务注册和服务拉取
    • 都支持服务提供者心跳方式做健康检测

  • Nacos与Eureka的区别

    • Nacos支持服务端主动检测提供者状态：临时实例采用心跳模式，非临时实例采用主动检测模式
    • 临时实例心跳不正常会被剔除，非临时实例则不会被剔除
    • Nacos支持服务列表变更的消息推送模式，服务列表更新更及时
    • Nacos集群默认采用AP方式，当集群中存在非临时实例时，采用CP模式；Eureka采用AP方式
posted @ 2022-10-17 22:24  路灯下的小小怪  阅读(46)  评论(0)    收藏  举报