在阿里云容器服务上开发基于Docker的Spring Cloud微服务应用(三)

本文涉及的产品
容器镜像服务 ACR,镜像仓库100个 不限时长
简介: 本文介绍了如何通过Eureka进行服务注册和发现,如何镜像化等内容。最后简单介绍了如何构建示例代码中的所有服务镜像。

服务发现

本文为阿里云容器服务Spring Cloud应用开发系列文章的第三篇。

一、在阿里云容器服务上开发Spring Cloud微服务应用

二、部署Spring Cloud应用示例

三、服务发现(本文)

四、服务间通信与集成

五、服务智能路由

六、集中配置管理

七、高可用和容错

八、监控和日志

九、服务的部署和发布策略

传统应用由于服务数目相对固定,服务所在的节点也相对固定,动态发现的需求不强烈。服务发现的通常做法是通过DNS域名解析,或IP地址找到相关服务。云环境中,服务的数目可能随时变化,服务所在的节点和侦听的端口也无法预先知道,所以在云应用的微服务架构中,服务发现是必须具备的一项能力。

通常我们可以采用zookeeper、etcd或consul等开源产品来实现服务的注册与发现。Spring Cloud中提供了两种方式:一是Consul,另外一个是Netflix的Eureka。本文讨论了如何采用Eureka进行服务发现,以及如何将Eureka及相关服务容器化。

Eureka服务发现和镜像构建

Eureka Server可以通过在程序中annotation声明的方式生成,详细步骤见下文。如果想直接用构建好的镜像,可以使用本文提供的示例:

docker pull registry.aliyuncs.com/jingshanlb/discovery-server

构建Eureka Server镜像

如果使用已有的镜像可以忽略本步。

引入对Eureka的依赖

首先,我们需要在在build.gradle中引入Java项目对Eureka的依赖。

...
dependencies {
    compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-eureka-server')
    ...
}
...

通过注解方式声明Eureka Server

Eureka Server可以通过在程序中加入annotation完成,其中@SpringBootApplication将本应用声明为springboot应用,@EnableEurekaServer将Eureka Server的能力带入应用。@EnableDiscoveryClient表明本应用同时也是DiscoveryClient,用于连接Eureka Server。

@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
@EnableDiscoveryClient
public class DiscoveryServerApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DiscoveryServerApplication.class, args);
    }
}

配置Eureka Server

在application.yml配置Eureka的参数。内容如下:

server:
  port: 8761

eureka:
  instance:
    hostname: localhost
  client:
    registerWithEureka: false
    fetchRegistry: false
    serviceUrl:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/

---
spring:
  profiles: cloud

server:
  port: 8761

eureka:
  instance:
    hostname: localhost
  client:
    registerWithEureka: false
    fetchRegistry: false
    serviceUrl:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/,${ADDITIONAL_EUREKA_SERVER_LIST}

在测试环境中(profile没有指定),Eureka侦听8761端口,serviceUrl.defaultZone中只有一个Eureka服务实例。

在随后的cloud profile中,serviceUrl.defaultZone除了有本机的Eureka Server,还通过ADDITIONAL_EUREKA_SERVER_LIST环境变量指明其他Eureka Server节点信息。Eureka server之间的内容互相同步,Eureka client只需注册到其中任意一个节点即可。

启动Eureka Server

运行Eureka服务有两种方式,一种是通过Docker命令行执行,另外一种是在docker-compose文件中声明,并执行docker-compose启动。

命令行方式可以是从gradle中执行

gradle bootRun

通过Java命令启动单独一个Eureka Server,效果和上面的Gradle命令一样

java -jar build/libs/discovery-server-0.0.1-SNAPSHOT.jar

通过Java命令启动,profile为cloud,并通过环境变量指定了Eureka集群中其他的节点地址。

ADDITIONAL_EUREKA_SERVER_LIST=http://discovery2:8761/eureka/ SPRING_PROFILES_ACTIVE=cloud java -jar build/libs/discovery-server-0.0.1-SNAPSHOT.jar

由于在开发实际的应用过程中往往需要启动多个容器,所以通过脚本的方式启动服务非常不方便,所以建议通过在docker-compose文件中声明启动容器时的环境变量配置Eureka启动时的行为:

services:
  discovery1:
    container_name: discovery1
    image: registry.aliyuncs.com/jingshanlb/discovery-server
    ... ...
    environment:
      - ADDITIONAL_EUREKA_SERVER_LIST=http://discovery2:8761/eureka/
      - SPRING_PROFILES_ACTIVE=cloud

如果有多个Eureka Server需要在ADDITIONAL_EUREKA_SERVER_LIST环境变量中指明,每个Eureka 的URL之间用逗号分隔即可。

构建Eureka Server镜像

Springboot应用编译生成的Jar包包含了所有依赖包以及app server,这种包也叫“超级JAR包“,英文 Uber Jar。编译好的Jar包在dockercompose文件中指明,即可由docker引擎生成容器镜像。

如何编译Uber Jar就不详细介绍了,我们只要记住执行如下命令即可:

gradle build

编译生成的Jar包在build/libs目录:

$ tree build/libs/
build/libs/
├── discovery-server-0.0.1-SNAPSHOT.jar
└── discovery-server-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original

0 directories, 2 files

最后,写一个Dockerfile,定义如何生成一个Eureka Server镜像:

FROM java:8-jre-alpine
RUN sed -i 's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.ustc.edu.cn/' /etc/apk/repositories
VOLUME /tmp
ADD build/libs/*.jar app.jar
RUN sh -c 'touch /app.jar'
RUN echo $(date) > /image_built_at
ENTRYPOINT ["java","-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom","-jar","/app.jar","--spring.profiles.active=${SPRING_PROFILES_ACTIVE}"]

其中ADD build/libs/*.jar app.jar表示把构建好的Jar包复制到镜像中。由于build/libs目录下只有一个jar包,所以这行命令实际上是将jar包复制到镜像的根目录下,并命名为app.jar。这个Dockerfile可以用户所有springboot编译出来的应用。

RUN echo $(date) > /image_built_at表示把构建镜像的日期打入镜像以利于未来的运维,读者可以根据自己的需求修改或删除这一行。

运行如下命令生成镜像,并上传到你自己的镜像仓库账号下:

#Java构建
gradle build

#创建镜像
export REGPREFIX=registry.aliyuncs.com/<username>/ docker tag $(docker build -t ${REGPREFIX}discovery-server -q .) ${REGPREFIX}discovery-server:$(date -ju "+%Y%m%d-%H%M%S")

运行上述命令生成的Eureka Server镜像有两个tag:latest和创建时间,例如20160627-092112。你可以根据自己的实际需求定义tag。

登录到镜像仓库并上传镜像的命令如下:

#登录到镜像仓库,*** 用户名, *** 密码
docker login -u *** -p *** registry.aliyuncs.com

#将创建好的镜像上传到镜像仓库,<username>替换为你的username
export REGPREFIX=registry.aliyuncs.com/<username>/ docker push {REGPREFIX}discovery-server

注意,如果你是第一次上传镜像,需要首先在阿里云开发者平台 创建一个镜像仓库,否则上传镜像会失败。

进入创建容器仓库界面,输入仓库名,并选择本地仓库
create_repo01

创建成功后就可以随时上传镜像了。

Eureka Client进行服务注册和发现

除Eureka Server之外所有需要注册到Eureka的应用都要通过Eureka Client注册到Eureka Server和获取其他应用的访问信息。

注解

引入Eureka Client也是通过annotation的机制完成。

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class BarApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(BarApplication.class, args);
    }
}

其中@EnableDiscoveryClient和前面Eureka Server的注解功能一样,注意,client不能声明EnableEurekaServer。

在bootstrap.yml中为应用命名,该名字用于向Eureka注册,所有用同样名字注册的应用都视为同一个应用(或服务)的不同实例,所以一定要注意应用名在一个Eureka集群的上下文中是唯一的。

spring:
  application:
    name: bar

Eureka Client所属应用也是通过build.gradle文件引入Eureka依赖,application.yml配置Eureka,程序的编译、运行和构建容器镜像和Eureka Server类似,这里就不再重复了。

服务发现和服务调用

通过在bootstrap.yml中声明spring.application.name,应用启动时会自动完成向Eureka Server的注册。那么,如何进行服务发现呢,我们在foobar的代码中看一下。

...
    @Autowired
    @LoadBalanced
    private RestTemplate restTemplate;

...
    private BarMessage getMessageFromBarService(){
        BarMessage bar = restTemplate.getForObject("http://bar/message", BarMessage.class);
        log.debug("From bar service : {}.", bar);
        return bar;
    }
...

RestTemplate的声明需要加上@Autowired@LoadBalanced两个注解。在随后对restTemplate.getForObject的调用传入服务的URL。

http://bar/message

其中bar服务名,/message为希望调用的URL Path。 restTemplate.getForObject从Eureka中获得bar服务的所有实例,并根据内置的负载均衡算法选择一个实例调用并返回结果。

从这里可以看出,利用RestTemplate可以完成服务发现和服务调用。Spring Cloud还提供了其它的方法,比如Feign,这里就不再介绍了。

示例代码

本系列文章的示例可以从这里找到:https://code.aliyun.com/libin.libin/aliyuncs-springcloud-demo

aliyuncs-springcloud-demo目录下可以看到如下内容:

aliyuncs-springcloud-demo$ tree -L 2
.
├── build-all.sh
├── clean-all-images.sh
├── common
│   ├── discovery-server
│   └── gateway
├── docker-compose.acs.yml
├── docker-compose.yml
├── push-all-images.sh
└── services
    ├── bar
    ├── foo
    └── foobar

common目录下是公用服务,包括服务发现的Discovery Server(Eureka),和智能路由Gateway(Zuul)。

services目录下是所有应用的业务逻辑所在的服务,它们都注册到Discovery Server,服务的发现也通过Discovery Server。

注册和发现的机制在前面已经描述过了,所有应用(包括Discovery Server和Gatewa也)的Docker镜像构建都非常类似,在各自的目录下都可以找到相应的文件。

编译所有服务并上传镜像

手工进入每个目录并执行编译和上传的命令非常繁琐,也容易出错,所以在示例中提供了脚本来构建和上传所有服务的镜像。

编译、打包所有服务,并创建容器镜像(不上传镜像)的命令:

#运行命令前将jingshanlb替换为实际用户名
./build-all.sh

上传所有镜像,注意,如果还没创建镜像仓库,首先去创建,步骤见Eureka Server一节。

#运行命令前将jingshanlb替换为实际用户名
./push-all-images.sh

小节

本文介绍了如何通过Eureka进行服务注册和发现,如何镜像化等内容。最后简单介绍了如何构建示例代码中的所有服务镜像。

后续的文章我们会一起来看Spring Cloud和阿里云容器服务的其它特性。

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