Spring Cloud系列之Commons - 2. 服务发现

2021-01-27 本文已影响0人干货满满张哈希

Spring Cloud Commons 主要包括如下模块的接口和默认实现：

[图片上传失败...(image-9acb62-1611709199837)]

其中的限流策略以及重试策略是没有天然带的，但是其他模块的实现一般会带上这些功能。我们先从服务发现相关接口开始分析

服务发现相关

核心接口DiscoveryClient

DiscoveryClient

public interface DiscoveryClient extends Ordered {
    int DEFAULT_ORDER = 0;
    //描述
    String description();
    //通过 serviceId 获取服务实例
    List<ServiceInstance> getInstances(String serviceId);
    //获取所有服务的名称
    List<String> getServices();
    @Override
    default int getOrder() {
        return DEFAULT_ORDER;
    }
}

DiscoveryClient 扩展了 Ordered 接口，这个和之前提到的@Order注解的作用是一样的。

服务实例的信息包括：

[图片上传失败...(image-eef92d-1611709199837)]

public interface ServiceInstance {

    //实例id，并不是必须的
    default String getInstanceId() {
        return null;
    }

    //服务id，用于区分不同微服务
    String getServiceId();

    //服务实例提供服务的地址
    String getHost();

    //服务实例提供服务的端口
    int getPort();

    //是否使用的是 HTTPS
    boolean isSecure();

    //提供服务的 URI 地址
    URI getUri();

    //一些元数据信息
    Map<String, String> getMetadata();

    //使用的传输协议，例如 http，https 等等
    default String getScheme() {
        return null;
    }

}

Spring Cloud 从 Feinchley 版本之后，越来越重视异步 Reactor 编程与 WebFlux，所以所有同步的接口基本上都有对应的异步接口，这里的DiscoveryClient对应的就是ReactiveDiscoveryClient:

public interface ReactiveDiscoveryClient extends Ordered {
    int DEFAULT_ORDER = 0;
    //描述
    String description();
    //通过 serviceId 获取服务实例，这里返回的是 Flux，究竟如何使用会在后面的例子中详细阐明
    Flux<ServiceInstance> getInstances(String serviceId);
    //获取所有服务的名称，这里返回的是 Flux，究竟如何使用会在后面的例子中详细阐明
    Flux<String> getServices();
    @Override
    default int getOrder() {
        return 0;
    }
}

如何通过配置文件配置服务实例？

使用 SimpleDiscoveryClient 与 SimpleReactiveDiscoveryClient

假设要调用的微服务的域名是固定的，我们可以直接通过将这些域名写入配置文件。这个场景一般发生在：

基于 Kubernetes ingress nginx 与 coredns 的内网域名解析负载均衡
外网统一提供服务的域名

我们通过一个例子来说明下 SimpleDiscoveryClient 与 SimpleReactiveDiscoveryClient，这里的代码可以从这里下载，首先引入依赖：

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.4.1</version>
</parent>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-commons</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.12</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>2020.0.0</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

编写application.yml，这里列举了SimpleDiscoveryClient与SimpleReactiveDiscoveryClient所有可能的配置:

spring:
  cloud:
    discovery:
      client:
        # SimpleDiscoveryClient与SimpleReactiveDiscoveryClient的配置
        simple:
          instances:
            #微服务1
            service1:
              #实例1
              - host: instance1 #地址
                port: 8080 #端口
                instanceId: 'instance1:8080' #可以不填，实例id
              #实例2
              - uri: 'https://instance2:443' #指定了 scheme 为 https，host 为 instance2，端口为443
            #微服务2
            service2:
              #实例3
              - host: instance3 #地址
                port: 80 #端口
                instanceId: ${spring.cloud.discovery.client.simple.instances.service2[0].host}:${spring.cloud.discovery.client.simple.instances.service2[0].port} #可以不填，实例id
              #实例4
              - uri: 'https://instance4:8080' #指定了 scheme 为 https，host 为 instance4，端口为8080
          # 指定 SimpleDiscoveryClient的排序顺序为1，默认是0，越小越优先
          order: 1
# actuator 配置
management:
  endpoint:
    health:
      # health 接口总是输出详细信息
      show-details: always
  endpoints:
    jmx:
      exposure:
        # jmx 不暴露任何 actuator 接口
        exclude: '*'
    web:
      exposure:
        # http 暴露所有 actuator 接口
        include: '*'

我们配置了四个不同实例：
[图片上传失败...(image-c219e5-1611709199837)]

我们可以直接通过 uri 配置，也可以具体配置其中的 host，port 和 isSecure，两者是等价的。例如：

spring:
  cloud:
    discovery:
      client:
        # SimpleDiscoveryClient与SimpleReactiveDiscoveryClient的配置
        simple:
          instances:
            #微服务1
            service1:
              #实例1
              - host: instance1 #地址
                port: 8080 #端口

等价于

spring:
  cloud:
    discovery:
      client:
        # SimpleDiscoveryClient与SimpleReactiveDiscoveryClient的配置
        simple:
          instances:
            #微服务1
            service1:
              #实例1
              - uri: http://instance1:8080

instanceId 不一定需要指定，serviceId 会根据实例配置的上一级取，就算自己配置了，例如：

spring:
  cloud:
    discovery:
      client:
        # SimpleDiscoveryClient与SimpleReactiveDiscoveryClient的配置
        simple:
          instances:
            #微服务1
            service1:
              #实例1
              - host: instance1 #地址
                port: 8080 #端口
                serviceId: service2 #无效，实际还是service1

serviceId 还是实际合理的那个，也就是 service1。

这些机制在后面的源码分析就会理解了。
我们的测试代码会用到 Spring Boot 的事件机制，也就是在 ApplicationContext 到某一生命周期的时候，这些事件会被发布出来，由实现了对应事件的ApplicationListener接口的 Bean 消费，Spring boot 中，事件主要包括：

ApplicationStartingEvent：这个是spring boot应用一开始启动时，发出的事件，只是用来标识，应用开始启动了，一般没什么用
ApplicationEnvironmentPreparedEvent：这个是在创建好Environment（通过上下文配置，判断到底创建StandardServletEnvironment（针对Servlet环境），StandardReactiveWebEnvironment（针对Reactive环境）还是StandardEnvironment（针对无servlet环境））之后发出的事件。
ApplicationContextInitializedEvent: 这个是在创建好Context并调用ApplicationContextInitializer初始化context之后发布这个事件，在加载bean信息之前
ApplicationPreparedEvent:加载bean信息之后，但是还没有创建bean的时候，发步这个事件。这个事件是和调用ApplicationContextAware设置ApplicationContext一起进行的，可以看出，setApplicationContext方法里面不能去获取bean，因为bean可能还没有初始化完成
ApplicationStartedEvent: 加载初始化各种需要的bean并依赖注入之后，在运行ApplicationRunner做一些用户自定义的初始化操作之前，会发布这个事件。
ApplicationReadyEvent：运行ApplicationRunner做一些用户自定义的初始化操作之后，会发布这个事件。

我们使用ApplicationReadyEvent的ApplicationListener确保所有的DiscoveryClient都初始化完成并可以使用作为测试类。

编写测试类：
TestSimpleDiscoveryClient

/**
 * 通过消费 ApplicationReadyEvent 来确保 DiscoveryClient 初始化完成并可用
 */
@Slf4j
@Component
public class TestSimpleDiscoveryClient implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent> {


    /**
     * 初始化的方法返回类型是 DiscoveryClient 并且不是 Primary，这里只能通过 @Resource 自动装载不能通过 @Autowired
     * 这里不排除以后返回类型修改为 SimpleDiscoveryClient 的可能性
     * @see org.springframework.cloud.client.discovery.simple.SimpleDiscoveryClientAutoConfiguration
     */
    @Resource
    private SimpleDiscoveryClient simpleDiscoveryClient;

    @Override
    public void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent applicationReadyEvent) {
        List<String> services = simpleDiscoveryClient.getServices();
        services.forEach(serviceId -> {
            log.info("{}: {}", serviceId, simpleDiscoveryClient.getInstances(serviceId));
        });
    }
}

TestSimpleReactiveDiscoveryClient

/**
 * 通过消费 ApplicationReadyEvent 来确保 DiscoveryClient 初始化完成并可用
 */
@Slf4j
@Component
public class TestSimpleReactiveDiscoveryClient implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent> {
    @Autowired
    private SimpleReactiveDiscoveryClient simpleReactiveDiscoveryClient;

    @Override
    public void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent event) {
        simpleReactiveDiscoveryClient.getServices().subscribe(serviceId -> {
            simpleReactiveDiscoveryClient.getInstances(serviceId).collect(Collectors.toList()).subscribe(serviceInstances -> {
                log.info("{}: {}", serviceId, serviceInstances);
            });
        });
    }
}

启动类：DiscoveryClientMain

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

启动后，可以看到日志：

2021-01-19 09:38:05.646  INFO 6168 --- [           main] .h.s.c.i.s.d.s.TestSimpleDiscoveryClient : service2: [DefaultServiceInstance{instanceId='instance3:80', serviceId='service2', host='instance3', port=80, secure=false, metadata={}}, DefaultServiceInstance{instanceId='null', serviceId='service2', host='instance4', port=8080, secure=true, metadata={}}]
2021-01-19 09:38:05.647  INFO 6168 --- [           main] .h.s.c.i.s.d.s.TestSimpleDiscoveryClient : service1: [DefaultServiceInstance{instanceId='instance:8080', serviceId='service1', host='instance1', port=8080, secure=false, metadata={}}, DefaultServiceInstance{instanceId='null', serviceId='service1', host='instance2', port=443, secure=true, metadata={}}]
2021-01-19 09:38:05.913  INFO 6168 --- [           main] .s.d.s.TestSimpleReactiveDiscoveryClient : service2: [DefaultServiceInstance{instanceId='instance3:80', serviceId='service2', host='instance3', port=80, secure=false, metadata={}}, DefaultServiceInstance{instanceId='null', serviceId='service2', host='instance4', port=8080, secure=true, metadata={}}]
2021-01-19 09:38:05.913  INFO 6168 --- [           main] .s.d.s.TestSimpleReactiveDiscoveryClient : service1: [DefaultServiceInstance{instanceId='instance:8080', serviceId='service1', host='instance1', port=8080, secure=false, metadata={}}, DefaultServiceInstance{instanceId='null', serviceId='service1', host='instance2', port=443, secure=true, metadata={}}]

Spring Cloud系列之Commons - 2. 服务发现

服务发现相关

如何通过配置文件配置服务实例？

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