2.服务治理NacosDiscovery

本文涉及的产品
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简介: 2.服务治理NacosDiscovery

个人博客地址: https://blog.zjzaki.com/archives/1692107384478

1.服务治理介绍


1.1.先来思考一个问题

通过上一章的操作,我们已经可以实现微服务之间的调用。但是我们把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

那么应该怎么解决呢, 这时候就需要通过注册中心动态的实现服务治理。

1.2.什么是服务治理

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注册与发现

  • 服务注册:在服务治理框架中,都会构建一个注册中心,每个服务单元向注册中心登记自己提供服务的详细信息。并在注册中心形成一张服务的清单,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。

通过上面的调用图会发现,除了微服务,还有一个组件是服务注册中心,它是微服务架构非常重要的一个组件,在微服务架构里主要起到了协调者的一个作用。注册中心一般包含如下几个功能:

  1. 服务发现:
  • 服务注册:保存服务提供者和服务调用者的信息
  • 服务订阅(发现):服务调用者订阅服务提供者的信息,注册中心向订阅者推送提供者的信息
  1. 服务配置:
  • 配置订阅:服务提供者和服务调用者订阅微服务相关的配置
  • 配置下发:主动将配置推送给服务提供者和服务调用者
  1. 服务健康检测
  • 检测服务提供者的健康情况,如果发现异常,执行服务剔除

1.3.常见的注册中心

  • Zookeeper
    zookeeper是一个分布式服务框架,是Apache Hadoop 的一个子项目,它主要是用来解决分布式 应用中经常遇到的一些数据管理问题,如:统一命名服务、状态同步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理等。
  • Eureka
    Eureka是Springcloud Netflix中的重要组件,主要作用就是做服务注册和发现。但是现在已经闭源
  • Consul
    Consul是基于GO语言开发的开源工具,主要面向分布式,服务化的系统提供服务注册、服务发现和配置管理的功能。Consul的功能都很实用,其中包括:服务注册/发现、健康检查、Key/Value存储、多数据中心和分布式一致性保证等特性。Consul本身只是一个二进制的可执行文件,所以安装和部署都非常简单,只需要从官网下载后,在执行对应的启动脚本即可。
  • Nacos
    Nacos是一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。它是 Spring Cloud Alibaba 组件之一,负责服务注册发现和服务配置,可以这样认为nacos=eureka+config。

2.nacos简介


官网:https://nacos.io/zh-cn/docs/what-is-nacos.html

Nacos 致力于帮助您发现、配置和管理微服务。Nacos 提供了一组简单易用的特性集,帮助您快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据及流量管理。从上面的介绍就可以看出,nacos的作用就是一个注册中心,用来管理注册上来的各个微服务。

3.nacos实战入门


3.1.搭建nacos环境

3.1.1.下载nacos

下载地址:https://github.com/alibaba/nacos/releases

下载zip格式的安装包,然后进行解压缩操作

3.1.2.启动nacos

#切换目录
cd nacos/bin
#命令启动
startup.cmd -m standalone

或者直接修改startup.cmd文件:set MODE="standalone"

改之前:set MODE=“cluster”

3.1.3.访问nacos

打开浏览器输入http://localhost:8848/nacos,即可访问服务, 默认密码是nacos/nacos

3.2.将商品微服务注册到nacos

修改shop-product模块的代码,将其注册到nacos服务上

3.2.1.在shop-common模块的pom.xml中添加nacos的依赖

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

3.2.2.在父工程中的pom文件中导入依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
    <version>${spring-cloud.version}</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    <version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

3.2.3.在ShopProductApplication添加注解

package com.zjzaki.shopproduct;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class ShopProductApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ShopProductApplication.class, args);
    }
}

3.2.4.在application.yml中添加nacos服务的地址

server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: service-product
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

3.2.5.启动服务

观察nacos的控制面板中是否注册有商品的微服务

3.3.将订单微服务注册到nacos

接下来开始修改shop_order 模块的代码, 将其注册到nacos服务上

3.3.1.在主类上添加@EnableDiscoveryClient注解

package com.zjzaki.shoporder;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class ShopOrderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ShopOrderApplication.class, args);
    }
    @Bean
    public RestTemplate getRestTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

3.3.2.在application.yml中添加nacos服务的地址

server:
  port: 8091
spring:
  application:
    name: service-order
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

3.3.3.修改OrderController,实现微服务调用

package com.zjzaki.shoporder.controller;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.zjzaki.model.Order;
import com.zjzaki.model.Product;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
@RestController
@Slf4j
public class OrderController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;
    /**
     * 准备买1件商品
     * @param pid 商品id
     * @return 商品信息
     */
    @GetMapping("/order/prod/{pid}")
    public Order order(@PathVariable("pid") Integer pid) {
        log.info(">>客户下单,这时候要调用商品微服务查询商品信息");
        ServiceInstance serviceInstance =
                discoveryClient.getInstances("service-product").get(0);
        String url = serviceInstance.getHost() + ":" +
                serviceInstance.getPort();
        log.info(">>从nacos中获取到的微服务地址为:" + url);
        //通过restTemplate调用商品微服务
        Product product = restTemplate.getForObject(
                "http://" + url + "/product/" + pid, Product.class);
        log.info(">>商品信息,查询结果:" + JSON.toJSONString(product));
        Order order = new Order();
        order.setUid(1);
        order.setUsername("测试用户");
        order.setPid(product.getPid());
        order.setPname(product.getPname());
        order.setPprice(product.getPprice());
        order.setNumber(1);
        return order;
    }
}

DiscoveryClient是专门负责服务注册和发现的,我们可以通过它获取到注册到注册中心的所有服务

3.3.4.启动服务

观察nacos上是否有订单微服务

访问:http://localhost:8091/order/prod/1

4.实现服务调用的负载均衡


4.1.什么是负载均衡

通俗的讲, 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(服务器,组件)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负载均衡而客户端负载均衡指的是发生在服务请求的一方,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。

4.2.DiscoveryClient实现负载均衡

4.2.1.点击编辑配置

4.2.2.启动服务

在nacos上查看

4.2.3.修改shop-order的OrderController代码

package com.zjzaki.shoporder.controller;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.zjzaki.model.Order;
import com.zjzaki.model.Product;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
import java.util.List;
import java.util.Random;
@RestController
@Slf4j
public class OrderController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;
    /**
     * 准备买1件商品
     * @param pid 商品id
     * @return 商品信息
     */
    @GetMapping("/order/prod/{pid}")
    public Order order(@PathVariable("pid") Integer pid) {
        log.info(">>客户下单,这时候要调用商品微服务查询商品信息");
        //自定义规则实现随机挑选服务
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("service-product");
        int index = new Random().nextInt(instances.size());
        ServiceInstance serviceInstance = instances.get(index);
        String url = serviceInstance.getHost() + ":" +
                serviceInstance.getPort();
        log.info(">>从nacos中获取到的微服务地址为:" + url);
        //通过restTemplate调用商品微服务
        Product product = restTemplate.getForObject(
                "http://" + url + "/product/" + pid, Product.class);
        log.info(">>商品信息,查询结果:" + JSON.toJSONString(product));
        Order order = new Order();
        order.setUid(1);
        order.setUsername("测试用户");
        order.setPid(product.getPid());
        order.setPname(product.getPname());
        order.setPprice(product.getPprice());
        order.setNumber(1);
        return order;
    }
}

4.2.4.重启订单微服务

4.2.5.多次访问测试

访问:http://localhost:8091/order/prod/1

4.3.Ribbon实现负载均衡

Ribbon是Spring Cloud的一个组件, 它可以让我们使用一个注解就能轻松的搞定负载均衡

Ribbon支持的负载均衡策略

Ribbon内置了多种负载均衡策略,内部负载均衡的顶级接口为 com.netflix.loadbalancer.IRule , 具体的负载策略如下图所示:

规则名 策略描述实 备注
RoundRobinRule 线性轮询 轮询index,选择index对应位置的server
WeightedResponseTimeRule 根据rt分配一个权重值,rt时间越长,weight越小,被选中的可能性就越低 使用一个后台线程默认每30s重新计算一次权重值
BestAvailableRule 选择一个活跃请求数最小的Server 忽略已经被熔断的Server
PredicateBasedRule 基于断言器实现的规则 本类为抽象类,具体过滤规则交给子类
AvailabilityFilteringRule 过滤掉已熔断or活跃请求数太高的Server后,剩下的执行线性轮询 依赖于AvailabilityPredicate这个断言器实现过滤
ZoneAvoidanceRule 复合判断。先选出可用区,然后在按上规则筛选出复合条件的Server们,执行线性轮询 使用ZoneAvoidancePredicate和AvailabilityPredicate两个主断言器实现过滤
RandomRule 随机选择一个server 在index上随机,选择index对应位置的server
RetryRule 对任何IRule包一层重试机制 在一个配置时间段内当选择server不成功,则一直尝试使用subRule的方式选择一个可用的server

我们可以通过修改配置来调整Ribbon的负载均衡策略,具体代码如下

service-product: # 调用的提供者的名称
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

4.3.1.在RestTemplate 的生成方法上添加@LoadBalanced注解

找到shop-order模块, 修改ShopOrderApplication

package com.zjzaki.shoporder;
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;
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class ShopOrderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ShopOrderApplication.class, args);
    }
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

4.3.2.修改OrderController方法

package com.zjzaki.shoporder.controller;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.zjzaki.model.Order;
import com.zjzaki.model.Product;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
import java.util.List;
import java.util.Random;
@RestController
@Slf4j
public class OrderController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;
    /**
     * 准备买1件商品
     * @param pid 商品id
     * @return 商品信息
     */
    @GetMapping("/order/prod/{pid}")
    public Order order(@PathVariable("pid") Integer pid) {
        log.info(">>客户下单,这时候要调用商品微服务查询商品信息");
        //直接使用微服务名字, 从nacos中获取服务地址
        String url = "service-product";
        //通过restTemplate调用商品微服务
        Product product = restTemplate.getForObject(
                "http://" + url + "/product/" + pid, Product.class);
        log.info(">>商品信息,查询结果:" + JSON.toJSONString(product));
        Order order = new Order();
        order.setUid(1);
        order.setUsername("测试用户");
        order.setPid(product.getPid());
        order.setPname(product.getPname());
        order.setPprice(product.getPprice());
        order.setNumber(1);
        return order;
    }
}

4.3.3.重启shop-order

访问: http://localhost:8091/order/prod/1

可以发现是8081访问一次,8082访问一次,负载均衡实现

4.4.基于Feign实现服务调用

4.1.1.什么是Feign

Feign是Spring Cloud提供的一个声明式的伪Http客户端, 它使得调用远程服务就像调用本地服务一样简单, 只需要创建一个接口并添加一个注解即可。 Nacos很好的兼容了Feign, Feign默认集成了 Ribbon, 所以在Nacos下使用Fegin默认就实现了负载均衡的效果。

4.1.2.Feign的使用

4.1.2.1.加入Fegin的依赖

在shop-order的pom依赖中添加

<!--fegin组件-->
<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
4.1.2.2.在shop-order的ShopOrderApplication上添加Fegin的注解
package com.zjzaki.shoporder;
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.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
@EnableFeignClients//开启Fegin
public class ShopOrderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ShopOrderApplication.class, args);
    }
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}
4.1.2.3.创建一个service包

创建ProductService,并使用Fegin实现微服务调用

package com.zjzaki.shoporder.service;
import com.zjzaki.model.Product;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
@FeignClient("service-product")//声明调用的提供者的name
public interface ProductService {
    //指定调用提供者的哪个方法
    //@FeignClient+@GetMapping 就是一个完整的请求路径
    //http://serviceproduct/product/{pid}
    @GetMapping(value = "/product/{pid}")
    Product findByPid(@PathVariable("pid") Integer pid);
}
4.1.2.4.修改controller代码
package com.zjzaki.shoporder.controller;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.zjzaki.model.Order;
import com.zjzaki.model.Product;
import com.zjzaki.shoporder.service.ProductService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
@RestController
@Slf4j
public class OrderController {
    @Autowired
    private ProductService productService;
    /**
     * 准备买1件商品
     * @param pid 商品id
     * @return 商品信息
     */
    @GetMapping("/order/prod/{pid}")
    public Order order(@PathVariable("pid") Integer pid) {
        log.info(">>客户下单,这时候要调用商品微服务查询商品信息");
        //通过fegin调用商品微服务
        Product product = productService.findByPid(pid);
        log.info(">>商品信息,查询结果:" + JSON.toJSONString(product));
        Order order = new Order();
        order.setUid(1);
        order.setUsername("测试用户");
        order.setPid(product.getPid());
        order.setPname(product.getPname());
        order.setPprice(product.getPprice());
        order.setNumber(1);
        return order;
    }
}
  1. FeignClient接口,不能使用@GettingMapping之类的组合注解
  2. FeignClient接口中,如果使用到@PathVariable必须指定其value
  3. 只要参数是复杂对象,即使指定了是GET方法,feign依然会以POST方法进行发送请求,同时生产者必须支持POST请求并给参数添加@RequestBody注解
    建议使用公共vo+@RequestBody方式
  4. springcloud中feign访问其他服务并传参数出现错误的问题:status 405 reading LogisticsOrderService#getLogistics(Integer,String,Integer,Integer)
    当使用feign传参数的时候,需要加上@RequestParam注解,否则对方服务无法识别参数;
    @GetMapping(“/order/getLogistics”)
    public ResponseObj getLogistics(
    @RequestParam(value = “logisticsType”) Integer logisticsType,
    @RequestParam(value=“token”) String token,
    @RequestParam(value = “currentPage”, defaultValue = “1”) Integer currentPage,
    @RequestParam(value = “pageSize”, defaultValue = “10”) Integer pageSize);
4.1.2.5.重启测试

访问:http://localhost:8091/order/prod/1

正常访问

此时我们将8082的商品服务停掉

再次访问:http://localhost:8091/order/prod/1

是可以正常访问的!!!此时会去访问8081

5.Feign参数传递


@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/feign")
public class FeignDemoController {
    @RequestMapping("/findByParameter")
    public String findByParameter(String name,Double price){
        log.info("服务提供者日志:{}",name);
        return "hello:"+name;
    }
    @RequestMapping("/findByParameter2")
    public String findByParameter2(
            @RequestParam("name") String name,
            @RequestParam("price") Double price){
        log.info("服务提供者日志:{},{}",name,price);
        return "hello:"+name+price;
    }
    @RequestMapping("/findByPathVariable")
    public String findByPathVariable(@PathVariable String name){
        log.info("服务提供者日志:{}",name);
        return "hello:"+name;
    }
    @RequestMapping("/findByRequestBody")
    public Product findByRequestBody(@RequestBody Product product){
        log.info("服务提供者日志:{}",product.getPname());
        return product;
    }
}

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