Spring Cloud 微服务实战

2020-10-28 本文已影响0人 liaozb1996

阅读《Spring微服务实战》笔记

项目地址：https://gitee.com/liaozb1996/spring-cloud-in-action

第三章配置服务器

配置管理原则

配置管理原则：

分离：配置部署和服务部署分离
抽象：将服务配置数据的功能抽象到一个服务接口中
集中：将配置信息集中到尽可能少的存储库中
稳定：高可用和冗余

构建配置服务器

Spring Cloud Config 后端存储：文件系统、Git

标注引导类：

@SpringBootApplication
@EnableConfigServer
public class ConfigServerApplication {

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

}

配置服务器配置：

server.port=8888
spring.profiles.active=native
spring.cloud.config.server.native.searchLocations=E:/javaCode/spring_cloud_in_action/configServer/src/main/resources/config/license

创建配置文件：

src/main/resources/config/license/application.properties
src/main/resources/config/license/application-dev.properties

访问配置：

客户端配置：

spring-cloud-config-client 依赖

boostrap.properties

# 基于文件系统的存储库
spring.application.name=license
spring.profiles.active=dev
spring.cloud.config.uri=http://localhost:8888

# 基于 Git 的存储库
spring.cloud.config.server.git.uri=https://gitee.com/liaozb1996/spring-cloud-in-action-config-repo.git
spring.cloud.config.server.git.searchPaths=license
# spring.cloud.config.server.git.username=user
# spring.cloud.config.server.git.password=password

刷新属性：

调用服务实例的 /refresh 端点
使用 Spring Cloud Bus 机制
重启服务实例

第四章服务发现

服务发现至关重要的原因

服务发现至关重要的原因：

可以对服务实例进行水平伸缩（通过抽象服务地址）
发现并自动移除不健康的服务实例

传统服务位置解析的缺点

传统服务位置解析（DNS+负载均衡器）的缺点：

同一时刻只有一个负载均衡器处理负载，容易成为阻塞点
水平伸缩受单个负载均衡器处理能力和商业许可证数量限制
手动的服务注册和服务注销
远程调用需要通过负载均衡将请求映射到服务实例，而不是直接调用服务实例

服务发现实现组件：

Eureka 服务发现模式
Ribbon 客户端负载均衡模式

构建单机 Eureka 服务

构建 Eureka 服务：

标注引导类：

@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaApplication {

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

}

单机模式配置：

server:
  port: 8761

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

每次注册服务都需要等待30秒，因为 eureka 需要连续接收 3 个心跳包才能使用该服务。

缓存注册表后，客户端每隔30秒会重新到 eureka 刷新注册表。

服务注册：

spring.application.name=organization
server.port=8000

eureka.instance.preferIpAddress=true
eureka.client.registerWithEureka=true
eureka.client.fetchRegistry=true
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8761/eureka

解决多网卡问题：

eureka.instance.ip-address=127.0.0.1

通过API获取注册表信息：（设置请求头 Accept:application/json）

http://localhost:8761/eureka/apps

http://localhost:8761/eureka/apps/organization

Ribbon 客户端负载均衡

与 Ribbon 交互的客户端：

DiscoveryClient
RestTemplate
Feign

当使用二方包时需要在引导类添加 @EntityScan：

@SpringBootApplication
@EntityScan(basePackages = "com.example.model")
public class OrganizationApplication {

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

}

配置 RestTemplate：

@Configuration
public class RestTemplateConfig {
    // 标准的 RestTemplate
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

    // 用于远程调用的 RestTemplate
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate loadBalancedRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

DiscoveryClient：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class LicenseApplication {

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

}

@Component
@Slf4j
public class OrgDiscoveryClient implements Client{
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Override
    public Organization getOrganization(int id) {
        // 获取服务实例列表
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("organization");
        if (instances.isEmpty()){
            return null;
        }
        // 拼接URL
        String url = instances.get(0).getUri().toString() + "/" + id;
        log.info("url: " + url);
        // 使用标准的 RestTemplate 调用远程服务
        Organization organization = restTemplate.getForObject(url, Organization.class);
        return organization;
    }
}

支持 Ribbon 的 RestTemplate：

@Component
public class OrgRestTemplateClient implements Client {
    @Autowired
    @Qualifier("loadBalancedRestTemplate")
    private RestTemplate restTemplate;


    @Override
    public Organization getOrganization(int id) {
        String url = "http://organization/" + id;
        return restTemplate.getForObject(url, Organization.class);
    }
}

Feign：

OpenFeign 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

@EnableFeignClients
public class LicenseApplication {

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

}

Feign 会在运行时动态生成代理对象：

@Component
@FeignClient("organization")
public interface OrgFeignClient extends Client{

    @GetMapping("/{id}")
    Organization getOrganization(@PathVariable int id);
}

第五章 Netflix Hystrix的客户端弹性模式

远程调用包括对远程资源和远程服务的调用。

远程调用会遇到两个问题：

远程服务奔溃
远程服务性能不佳

客户端弹性模式

四种客户端弹性模式：

客户端负载均衡模式（Netflix Ribbon -- 从服务发现获取并缓存服务实例的物理地址）
断路器模式（监控对远程调用的时间和失败次数）
后备模式（调用失败后从途径获取结果【其他服务、数据源、直接生成】）
舱壁模式（将不同的远程调用隔离到不同的线程池）

为什么客户端弹性模式很重要：

客户端弹性模式提供了三种构建能力：

快速失败（当调用失败到达阈值后，认为远程服务处于降级状态）
优雅失败（从其他路径获取结果）
无缝恢复（远程服务降级后，使少量请求发送到远程服务检测服务是否恢复）

进入 Hystrix

在引导类启动断路器：

@SpringBootApplication
@EnableCircuitBreaker
public class LicenseApplication {

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

}

配置属性手册：https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki/Configuration

使用 Hystrix 默认配置对远程调用进行管理：

// 默认超时是 1000 ms
// 默认所有远程调用都在同一线程池中，该线程池有 10 个线程
@HystrixCommand
public Iterable<License> getAllLicense(){
    Util.randomSleep();
    return licenseRepository.findAll();
}

超时配置：execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds

@HystrixCommand(commandProperties = {
        @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds", value = "2000")
})

配置后备策略：后备方法必须在同一类中并且具有相同的方法签名

@HystrixCommand(fallbackMethod = "builderFallbackLicenseList")
public Iterable<License> getAllLicense(){
    Util.randomSleep();
    return licenseRepository.findAll();
}

private Iterable<License> builderFallbackLicenseList(){
    return Arrays.asList(new License(-1, "fallbackLicense"));
}

配置舱壁：

@HystrixCommand(
        threadPoolKey = "licenseRepository",
        threadPoolProperties = {
                    @HystrixProperty(name = "coreSize", value = "10"),
                    @HystrixProperty(name = "maxQueueSize", value = "-1")
        }
)

微调 Hystrix

Hystrix 断路的策略：

当首次遇到错误时，Hystrix 会开启一个10s的时间窗口
统计10s内的调用次数是否达到最少调用次数（默认是20次）
当调用达到最少调用次数时，Hystrix 开始统计失败的百分比，如果百分百达到阈值（默认是50%）则触发断路
当发生断路时，Hystrix 会开启一个5s的时间窗口，即每隔5秒让一个请求通过，以检测远程服务是否恢复

@HystrixCommand(
        commandProperties = {
                @HystrixProperty(
                    name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds", 
                    value = "1000"),
                // 统计调用失败的时间窗口
                @HystrixProperty(
                    name = "metrics.rollingStats.timeInMilliseconds", 
                    value = "10000"),
                // 统计失败百分比的频率
                @HystrixProperty(
                    name = "metrics.rollingStats.numBuckets", 
                    value = "10"),
                // 最少调用次数
                @HystrixProperty(
                    name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold", 
                    value = "20"),
                // 调用失败阈值
                @HystrixProperty(
                    name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage", 
                    value = "50"),
                // 断路后的时间窗口
                @HystrixProperty(
                    name = "circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds", 
                    value = "5000")
        }
    )

Hystrix 有三个级别的配置：

应用程序级别（默认配置）
类级别
方法级别

类级别配置：

@DefaultProperties()
public class LicenseService {}

线程上下文和 Hystrix

Hystrix 有两个隔离策略：

TREAD：远程调用在子线程执行（默认）
SEMAPHORE：远程调用直接在当前线程执行

@HystrixCommand(
        commandProperties = {
                @HystrixProperty(
                    name = "execution.isolation.strategy", 
                    value = "SEMAPHORE")
        }
    )

如果使用 TREAD 策略，并且要将父线程的上下文传递到子线程中，需要自定义 HystrixConcurrencyStrategy

第六章 Zuul 服务网关

构建 Zuul 服务器

Zuul 提供的功能：路由映射、构建过滤器

依赖：zuul、eureka-client

标注引导类：

@SpringBootApplication
@EnableZuulProxy
public class ZuulApplication {

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

}

@EnableZuulServer 不会加载反向代理过滤器，也不会和 eureka 进行通信

zuul 配置：

eureka.instance.preferIpAddress=true
eureka.instance.ipAddress=127.0.0.1
eureka.client.registerWithEureka=true
eureka.client.fetchRegistry=true
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8761/eureka/

management.endpoints.web.exposure.include=*
management.endpoints.web.exposure.exclude=env,beans

路由映射

Zuul路由映射机制：

通过服务发现自动映射路由
使用服务发现手动映射路由
手动配置静态路由

查询路由：http://localhost:8080/actuator/routes

{
    "/organization/**": "organization",
    "/license/**": "license"
}

调用服务：http://localhost:8080/license/license/1 （第一个 license 是服务ID，/license/1 是请求路径）

使用服务发现手动映射路由：

zuul.ignored-services=organization
zuul.routes.organization=/org/**

添加前缀：

zuul.prefix=/api

手动配置静态路由：前面都是基于 eureka 上的服务id进行路由映射的，而这里是直接配置URL

zuul.routes.license-static.path=/license-static/**
zuul.routes.license-static.url=http://localhost:8001

动态加载路由

Git + http://localhost:8080/actuator/refresh （POST）

Zuul 和服务超时

Zuul 使用 Hystrix 和 Ribbon

# Hystrix 默认是调用1秒超时
hystrix.command.default.execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds=2000
hystrix.command.license.execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds=3000

# Ribbon 默认是5秒超时
license.ribbon.ReadTimeout=7000

过滤器

Zuul 支持三种过滤器类型：前置过滤器、后置过滤器、路由过滤器

前置过滤器

前置过滤器：向通过网关的请求添加 tracking-id

/**
 * Zuul 前置过滤器
 * 如果请求头部未包含 tracking-id，则设置其 tracking-id
 * */
@Component
@Slf4j
public class TrackingFilter extends ZuulFilter {

    @Autowired
    private FilterUtil filterUtil;

    @Override
    public String filterType() {
        return FilterUtil.FILTER_TYPE_PRE;
    }

    @Override
    public int filterOrder() {
        return 0;
    }

    @Override
    public boolean shouldFilter() {
        return true;
    }

    @Override
    public Object run() throws ZuulException {
        String trackingId = filterUtil.getTrackingId();
        if (trackingId != null){
            log.info("从请求头部中得到 tracking-id：" + trackingId);
        }else {
            trackingId = UUID.randomUUID().toString();
            filterUtil.setTrackingId(trackingId);
            log.info("设置请求头部的 tracking-id：" + trackingId);
        }
        return null;
    }
}

这里使用了 Zuul 的 RequestContext：

Zuul 不允许直接修改请求头部，这里通过 addZuulRequestHeader 添加头部信息，在调用远程服务会自动合并

@Component
public class FilterUtil {
    public static final String FILTER_TYPE_PRE = "pre";

    public static final String TRACKING_ID = "tracking-id";

    public String getTrackingId(){
        RequestContext context = RequestContext.getCurrentContext();
        String trackingId = context.getRequest().getHeader(TRACKING_ID);
        if (trackingId == null){
            trackingId = context.getZuulRequestHeaders().get(TRACKING_ID);
        }
        return trackingId;
    }

    public void setTrackingId(String trackingId){
        RequestContext.getCurrentContext().addZuulRequestHeader(TRACKING_ID, trackingId);
    }
}

为了方便应用获取 tracking-id，这里使用 Filter 获取请求头信息并映射到 UserContext 中：

@Data
public class UserContext {
    private String trackingId;
}

public class UserContextHolder {
    private static ThreadLocal<UserContext> context = ThreadLocal.withInitial(UserContext::new);

    public static String getTrackingId(){
        return context.get().getTrackingId();
    }

    public static void setTrackingId(String trackingId){
        context.get().setTrackingId(trackingId);
    }
}

/**
 * 将请求头的 tracking-id 映射到 UserContext
 * */
@Component
public class UserContextFilter implements Filter {

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) request;
        String trackingId = httpServletRequest.getHeader("tracking-id");
        UserContextHolder.setTrackingId(trackingId);

        chain.doFilter(request, response);
    }
}

Filter 位于 Spring-Boot-Web 的 javax.servlet.*; 中

为了在服务间调用传播 tracking-id 这里需要定义一个和 RestTemplate：

/**
 * 向 RestTemplate 发起的请求注入 tracking-id
 * */
@Slf4j
public class UserContextInterceptor implements ClientHttpRequestInterceptor {
    @Override
    public ClientHttpResponse intercept(HttpRequest request, byte[] body, ClientHttpRequestExecution execution) throws IOException {
        String trackingId = UserContextHolder.getTrackingId();
        log.info("tracking-id: " + trackingId);
        HttpHeaders headers = request.getHeaders();
        headers.add("tracking-id", trackingId);
        return execution.execute(request, body);
    }
}

@Configuration
public class RestTemplateConfig {

    // 用于远程调用的 RestTemplate
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate loadBalancedRestTemplate(){
        RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
        List<ClientHttpRequestInterceptor> interceptors = restTemplate.getInterceptors();
        if (interceptors == null){
            interceptors = Collections.singletonList(new UserContextInterceptor());
        }{
            interceptors.add(new UserContextInterceptor());
        }
        restTemplate.setInterceptors(interceptors);
        return restTemplate;
    }
}

项目中 license 会远程调用 orgnization，这里需要在两个微服务配置 Filter

后置过滤器

/**
 * 后置过滤器：向 response 注入 tracking-id
 * */
@Component
public class ResponseFilter extends ZuulFilter {

    @Autowired
    private FilterUtil filterUtil;

    @Override
    public String filterType() {
        return FilterUtil.FILTER_TYPE_POST;
    }

    @Override
    public int filterOrder() {
        return 0;
    }

    @Override
    public boolean shouldFilter() {
        return true;
    }

    @Override
    public Object run() throws ZuulException {
        RequestContext context = RequestContext.getCurrentContext();
        context.getResponse().addHeader("tracking-id", filterUtil.getTrackingId());
        return null;
    }
}

Spring Cloud 微服务实战

第三章配置服务器

配置管理原则

构建配置服务器

第四章服务发现

服务发现至关重要的原因

传统服务位置解析的缺点

构建单机 Eureka 服务

Ribbon 客户端负载均衡

第五章 Netflix Hystrix的客户端弹性模式

客户端弹性模式

进入 Hystrix

微调 Hystrix

线程上下文和 Hystrix

第六章 Zuul 服务网关

构建 Zuul 服务器

路由映射

动态加载路由

Zuul 和服务超时

过滤器

前置过滤器

后置过滤器

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