认识微服务

随着互联网行业的发展，对服务的要求也越来越高，服务架构也从单体架构逐渐演变为现在流行的微服务架构。这些架构之间有怎样的差别呢？

微服务架构的优缺点

单体架构：

将业务的所有功能集中在一个项目中开发，打成一个包部署

优点：架构简单，部署成本低。

缺点：耦合度高（维护困难，升级困难）

分布式架构

根据业务服务对系统做拆分，每个业务功能模块作为独立项目开发，称为一个服务。

优点：降低服务耦合，有利于服务升级和扩展

缺点：服务调用关系错综复杂

分布式架构虽然降低了服务耦合，但是服务拆分时也有很多问题需要思考：

• 服务拆分的粒度如何界定？
• 服务之间如何调用？
• 服务的调用关系如何管理？

人们需要制定一套行之有效的标准来约束分布式架构。

微服务

微服务的架构特征：

• 单一职责：微服务拆分粒度更小，每一个服务都对应唯一的业务能力，做到单一职责。
• 自治：团队独立，技术独立，数据独立，独立部署与交付
• 面向服务：服务提供统一标准的接口，与语言和技术无关
• 隔离性强： 服务调用做好隔离、容错、降级，避免出现级联问题

SpringCloud

SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。官网地址：https://spring.io/projects/spring-cloud。

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装配，从而提供了良好的开箱即用体验。

其中常见的组件包括：

总结

• 单体架构：简单方便，高度耦合，扩展性差，适合小型项目。例如：学生管理系统
• 分布式架构：松耦合，扩展性好，但架构复杂，难度大。适合大型互联网项目，例如：京东、淘宝
• 微服务：一种良好的分布式架构方案
  ①优点：拆分粒度更小、服务更独立、耦合度更低
  ②缺点：架构非常复杂，运维、监控、部署难度提高
• SpringCloud是微服务架构的一站式解决方案，集成了各种优秀微服务功能组件

服务拆分和远程调用

任何分布式架构都离不开服务的拆分，微服务也是一样。

服务拆分原则

• 不同微服务，不要重复开发相同业务
• 微服务数据独立，不要访问其它微服务的数据库
• 微服务可以将自己的业务暴露为接口，供其它微服务调用

远程调用步骤：

1.注册RestTemplate的实例到Spring容器

2.实现远程调用

提供者与消费者

在服务调用关系中，会有两个不同的角色：

服务提供者：一次业务中，被其它微服务调用的服务。（提供接口给其它微服务）

服务消费者：一次业务中，调用其它微服务的服务。（调用其它微服务提供的接口）

但是，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。

如果服务A调用了服务B，而服务B又调用了服务C，服务B的角色是什么？

• 对于A调用B的业务而言：A是服务消费者，B是服务提供者
• 对于B调用C的业务而言：B是服务消费者，C是服务提供者

因此，服务B既可以是服务提供者，也可以是服务消费者。

Eureka注册中心

如果部署了多个实例：

那么：1.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？

          2. 有多个user-service实例地址，order-service调用时该如何选择？

          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？

所以这些问题需要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

解决之前的各个问题。

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

注意：一个微服务，既可以是提供者，又可以是服务消费者，所以eureka将服务注册、服务发现等功能统一封装到了eureka-client端。

搭建eureka-server

步骤一：创建eureka-server服务

步骤二：引入eureka依赖

<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>

步骤三：编写启动类

package com.itheima.eureka;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer  //开启eureka注册中心功能
public class EurekaApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);
    }
}

步骤四; 编写配置文件

编写一个application.yml文件，内容如下：

server:
  port: 10086
spring:
  application:
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    service-url: 
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

==注意点：==

• 不加 eureka.client.service-url-defaultZone 配置：启动时会寻找注册中心（用默认端口）
• 加上 eureka.client.service-url-defaultZone 配置：启动时会寻找注册中心（10086端口）
• fetch-registry: false #关闭作为客户端时从eureka server获取服务信息
• register-with-eureka: false #不再将自己同时作为客户端进行注册（作为一个纯的eureka server，关闭eureka client）

步骤五：启动服务

启动微服务，然后在浏览器访问：http://127.0.0.1:10086

看到下面结果应该是成功了：

服务注册

将提供者注册到eureka-server中去

步骤一：引入依赖

在提供者的pom文件中引入eureka-client依赖

<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

步骤二：修改配置

在提供者中，修改application.yml文件 。添加服务名称和 eureka地址

spring:
  application:
    name: userservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

步骤三：启动多个user-service（提供者）实例

为了演示一个服务有多个实例的场景，我们添加一个SpringBoot的启动配置，再启动一个user-service。

首先，复制原来的user-service启动配置：

然后，在弹出的窗口中，填写信息

现在有两个启动类，端口不一样

查看eureka-server管理页面

服务发现

对消费方进行修改，实现服务发现。

步骤一：引入依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

步骤二：修改配置

spring:
  application:
    name: orderservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

步骤三：服务拉取和负载均衡

实现服务拉取只需要添加一些注解即可，并且还可以实现负载均衡。

在消费者端的启动类上，给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解：

然后在消费者端的业务层中修改访问路径，用服务名代替ip、端口

spring会自动帮助我们从eureka-server端，根据userservice这个服务名称，获取实例列表，而后完成负载均衡。

Ribbon负载均衡

SpringCloud底层利用了一个名为ribbon的组件，来实现负载均衡功能。

源码追踪

为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢？之前还要获取ip和端口。

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。

我们进行源码跟踪：

1）LoadBalancerIntercepor

可以看到这里的intercept方法，拦截了用户的HttpRequest请求，然后做了几件事：

• request.getURI()：获取请求uri，本例中就是 http://user-service/user/8
• originalUri.getHost()：获取uri路径的主机名，其实就是服务id，user-service
• this.loadBalancer.execute()：处理服务id，和用户请求。

这里的this.loadBalancer是LoadBalancerClient类型，我们继续跟入。

2）LoadBalancerClient

继续跟进excute方法；

代码是这样的：

• getLoadBalancer(serviceId)：根据服务id获取ILoadBalancer，而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存起来。
• getServer(loadBalancer)：利用内置的负载均衡算法，从服务列表中选择一个。本例中，可以看到获取了8082端口的服务

放行后，再次访问并跟踪，发现获取的是8081：

3）负载均衡策略IRule

在刚才的代码中，可以看到获取服务使通过一个getServer方法来做负载均衡:

继续跟进；

继续跟踪源码chooseServer方法，发现这么一段代码：

我们看看这个rule是谁：

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule，看类的介绍：

总结

SpringCloudRibbon的底层采用了一个拦截器，拦截了RestTemplate发出的请求，对地址做了修改。用一幅图来总结一下：

负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在IRule接口，而IRule有很多不同的实现类

不同规则的含义如下：

自定义负载均衡策略

通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则，有两种方式：

1.代码方式：在order-service中的OrderApplication类中，定义一个新的IRule：

@Bean
    public IRule randomRule(){
        return new RandomRule();
    }

2.配置文件方式：在order-service的application.yml文件中，添加新的配置也可以修改规则：

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

注意，一般用默认的负载均衡规则，不做修改。

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  //开启饥饿加载
    clients: userservice  #要饥饿加载的服务（加载该服务的地址列表  多个服务用逗号隔开）

Nacos注册中心

国内公司一般都推崇阿里巴巴的技术，比如注册中心，SpringCloudAlibaba也推出了一个名为Nacos的注册中心。