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day01-SpringCloud01

时间:2023-08-12 20:07:01 tk系列差压变送器

0.学习目标

  • 了解系统架构的演变
  • 了解RPC与Http的区别
  • 掌握HttpClient的简单使用
  • 知道什么是SpringCloud
  • 独立搭建Eureka注册中心
  • 独立配置Robbin负载均衡

1.系统架构的演变

随着互联网的发展,网站应用的规模不断扩大。需求激增带来技术压力。因此,系统架构也在不断演变、升级和迭代。从单一应用到垂直拆分,再到分布式服务SOA,以及热门的微服务架构和Google带领下来势汹涌的Service Mesh。是应该乘坐微服务船驶向远方,还是偏安一角得过且过?

事实上,生活不仅仅是现在,还有诗歌和距离。所以今天我们将回顾历史,看看系统结构的演变;把握现在,学习最热门的技术结构;展望未来,努力成为一个优秀的人Java工程师。

1.1. 集中架构(巨石)

当网站流量非常小时时,只需要一个应用程序来部署所有功能,以降低部署节点和成本。此时,用于简化工作量的数据访问框架(ORM)这是影响项目开发的关键。

1545912768292

存在的问题:

  • 代码耦合,开发维护困难
  • 不能针对不同的模块进行有针对性的优化
  • 无法水平扩展
  • 单点容错率低,并发能力差

1.2.垂直拆分

当访问量逐渐增加时,单个应用程序无法满足需求。此时,为了应对更高的并发性和业务需求,我们根据业务功能拆分系统:

优点:

  • 系统拆分实现了流量共享,解决了并发问题
  • 可优化不同模块
  • 水平扩展方便,负载平衡,容错率提高

缺点:

  • 系统相互独立,会有很多重复的开发工作,影响开发效率

1.3.分布式服务

当垂直应用程序越来越多时,应用程序之间的互动是不可避免的。提取核心业务作为独立服务,逐步形成稳定的服务中心,使前端应用程序能够更快地响应可变的市场需求。此时,改善业务重用和集成的分布式呼叫是关键。

优点:

  • 提取基本服务,相互调用系统,提高代码重用和开发效率

缺点:

  • 系统间耦合度变高,调用关系复杂,难以维护

1.4.服务治理架构(SOA)

SOA :服务架构

当越来越多的服务、容量评估、小型服务资源的浪费等问题逐渐出现时,需要根据访问压力增加调度中心,实时管理集群容量,提高集群利用率。此时,用于提高机器利用率的资源调度和管理中心(SOA)是关键

以前有什么问题?

  • 越来越多的服务需要管理每个服务的地址
  • 调用关系复杂,难以理清依赖关系
  • 服务过多,服务状态难以管理,不能根据服务情况动态管理

服务治理要做什么?

  • 无需人工记录服务地址,实现服务注册中心的自动注册和发现
  • 自动订阅服务,自动推送服务列表,透明呼叫服务,不关心依赖关系
  • 动态监控服务状态监控报告,人为控制服务状态

缺点:

  • 服务间会有依赖关系,一旦某个环节出错,影响会很大
  • 服务关系复杂,操作、维护、测试和部署困难DevOps思想

1.5.微服务

前面说的SOA,英文翻译是面向服务的。微服务,似乎也是服务,都是拆分系统的。所以两者很容易混淆,但实际上缺乏一些区别:

微服务的特点:

  • 单一职责:微服务中的每一项服务都对应着唯一的业务能力,实现单一职责
  • 微:微服务的服务拆分粒度很小,比如用户管理可以作为服务。虽然每项服务都很小,但五脏俱全。
  • 面向服务:面向服务是说每个服务都要对外暴露Rest风格服务界面API。不关心服务的技术实现,与平台和语言无关,只要提供Rest接口可以。
  • 自治:自治是指服务间相互独立,不相互干扰
    • 团队独立:每项服务都是独立的开发团队,人数不能太多。
    • 技术独立:因为是面向服务,提供服务Rest接口,使用什么技术不干涉别人
    • 前后分离:采用前后分离开发,提供统一Rest接口,后端不用再做了PC、开发不同接口的移动段
    • 数据库分离:每个服务都使用自己的数据源
    • 部署是独立的。虽然服务室已被调用,但服务重启不会影响其他服务。有利于持续集成和交付。每个服务都是独立的组件,可重复使用,可替换,减少耦合,易于维护

docker -->容器

微服务结构图:

2.服务调用方式

2.1.RPC和HTTP

无论是微服务还是SOA,都面临着服务间的远程调用。那么服务间的远程调用方法有哪些呢?

有两种常见的远程调用方法:

  • RPC:Remote Produce Call远程过程调用,类似和RMI(remote method invoke)。基于原生的自定义数据格式TCP通信速度快,效率高。webservice,现在热门的dubbo,都是RPC的典型代表.

  • Http:http基于网络传输协议实际上是一种网络传输协议TCP,规定了数据传输的格式。目前客户浏览器和服务通信基本采用Http协议也可用于远程服务呼叫。缺点是新闻包装臃肿,优点是服务提供者和呼叫者没有技术限制,自由灵活,更符合微服务理念。

    现在热门的Rest风格,可以通过http实现协议。

如果你们公司全部采用,如果你们公司全部采用Java然后使用技术栈Dubbo微服务架构是不错的选择。

相反,如果公司的技术栈多样化,你更喜欢Spring家族,那么SpringCloud构建微服务是最好的选择。我们将选择我们的项目SpringCloud所以我们会将使用套件Http实现服务间调用的方式。

2.2.Http客户端工具

由于选择了微服务Http,然后我们需要考虑自己来处理请求和响应。然而,开源世界有很多http客户端工具可以帮助我们做这些事情,例如:

  • HttpClient
  • OKHttp
  • URLConnection

然后,这些不同的客户端,API各不相同,

2.3.Spring的RestTemplate

Spring提供了一个RestTemplate基于模板工具Http客户端户端,实现对象和json序列化和反序列化非常方便。RestTemplate并没有限定Http客户类型,但抽象,目前常用的三种支持:

  • HttpClient
  • OkHttp
  • JDK原生的URLConnection(默认的)

导入课前资料提供的课前资料demo工程:

首先,在项目中注册一个RestTemplate对象,可在启动位置注册:

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

	@Bean
	public RestTemplate restTemplate() { 
        
   
		return new RestTemplate();
	}
}

在测试类中直接@Autowired注入:

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = HttpDemoApplication.class)
public class HttpDemoApplicationTests { 
        

	@Autowired
	private RestTemplate restTemplate;

	@Test
	public void httpGet() { 
        
		User user = this.restTemplate.getForObject("http://localhost/user/8", User.class);
		System.out.println(user);
	}
}
  • 通过RestTemplate的getForObject()方法,传递url地址及实体类的字节码,RestTemplate会自动发起请求,接收响应,并且帮我们对响应结果进行反序列化。

学习完了Http客户端工具,接下来就可以正式学习微服务了。

4.初始SpringCloud

微服务是一种架构方式,最终肯定需要技术架构去实施。

微服务的实现方式很多,但是最火的莫过于Spring Cloud了。为什么?

  • 后台硬:作为Spring家族的一员,有整个Spring全家桶靠山,背景十分强大。
  • 技术强:Spring作为Java领域的前辈,可以说是功力深厚。有强力的技术团队支撑,一般人还真比不了
  • 群众基础好:可以说大多数程序员的成长都伴随着Spring框架,试问:现在有几家公司开发不用Spring?SpringCloud与Spring的各个框架无缝整合,对大家来说一切都是熟悉的配方,熟悉的味道。
  • 使用方便:相信大家都体会到了SpringBoot给我们开发带来的便利,而SpringCloud完全支持SpringBoot的开发,用很少的配置就能完成微服务框架的搭建

4.1.简介

SpringCloud是Spring旗下的项目之一,官网地址:http://projects.spring.io/spring-cloud/

Spring最擅长的就是集成,把世界上最好的框架拿过来,集成到自己的项目中。

SpringCloud也是一样,它将现在非常流行的一些技术整合到一起,实现了诸如:配置管理,服务发现,智能路由,负载均衡,熔断器,控制总线,集群状态等等功能。其主要涉及的组件包括:

Netflix:

  • Eureka:注册中心 --> consul , zookeeper
  • Zuul:服务网关
  • Ribbon:负载均衡
  • Feign:服务调用
  • Hystix:熔断器

以上只是其中一部分,架构图:

4.2.版本

SpringCloud的版本命名比较特殊,因为它不是一个组件,而是许多组件的集合,它的命名是以A到Z的为首字母的一些单词(其实是伦敦地铁站的名字)组成:

我们在项目中,会是以Finchley的版本。

其中包含的组件,也都有各自的版本,如下表:

Component Edgware.SR4 Finchley.SR1 Finchley.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-aws 1.2.3.RELEASE 2.0.0.RELEASE 2.0.1.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-bus 1.3.3.RELEASE 2.0.0.RELEASE 2.0.1.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-cli 1.4.1.RELEASE 2.0.0.RELEASE 2.0.1.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-commons 1.3.4.RELEASE 2.0.1.RELEASE 2.0.2.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-contract 1.2.5.RELEASE 2.0.1.RELEASE 2.0.2.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-config 1.4.4.RELEASE 2.0.1.RELEASE 2.0.2.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-netflix 1.4.5.RELEASE 2.0.1.RELEASE 2.0.2.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-security 1.2.3.RELEASE 2.0.0.RELEASE 2.0.1.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-cloudfoundry 1.1.2.RELEASE 2.0.0.RELEASE 2.0.1.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-consul 1.3.4.RELEASE 2.0.1.RELEASE 2.0.2.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-sleuth 1.3.4.RELEASE 2.0.1.RELEASE 2.0.2.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-stream Ditmars.SR4 Elmhurst.SR1 Elmhurst.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-zookeeper 1.2.2.RELEASE 2.0.0.RELEASE 2.0.1.BUILD-SNAPSHOT
spring-boot 1.5.14.RELEASE 2.0.4.RELEASE 2.0.4.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-task 1.2.3.RELEASE 2.0.0.RELEASE 2.0.1.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-vault 1.1.1.RELEASE 2.0.1.RELEASE 2.0.2.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-gateway 1.0.2.RELEASE 2.0.1.RELEASE 2.0.2.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-openfeign 2.0.1.RELEASE 2.0.2.BUILD-SNAPSHOT
spring-cloud-function 1.0.0.RELEASE 1.0.0.RELEASE 1.0.1.BUILD-SNAPSHOT

接下来,我们就一一学习SpringCloud中的重要组件。

5.微服务场景模拟

首先,我们需要模拟一个服务调用的场景。方便后面学习微服务架构

5.1.创建父工程

微服务中需要同时创建多个项目,为了方便课堂演示,我们先创建一个父工程,然后后续的工程都以这个工程为父,实现maven的聚合。这样可以在一个窗口看到所有工程,方便我们讲解。在实际开发中,应该是每个微服务独立一个工程。

编写项目信息:

编写保存位置:

然后将Pom修改成这样:


<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>

    <groupId>cn.itcast.demogroupId>
    <artifactId>cloud-demoartifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOTversion>
    <packaging>pompackaging>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.bootgroupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parentartifactId>
        <version>2.0.6.RELEASEversion>
        <relativePath/>
    parent>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8java.version>
        <spring-cloud.version>Finchley.SR2spring-cloud.version>
        <mapper.starter.version>2.1.4mapper.starter.version>
        <mysql.version>5.1.46mysql.version>
        <pageHelper.starter.version>1.2.5pageHelper.starter.version>
    properties>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependenciesartifactId>
                <version>${spring-cloud.version}version>
                <type>pomtype>
                <scope>importscope>
            dependency>
            
            <dependency>
                <groupId>tk.mybatisgroupId>
                <artifactId>mapper-spring-boot-starterartifactId>
                <version>${mapper.starter.version}version>
            dependency>
            
            <dependency>
                <groupId>mysqlgroupId>
                <artifactId>mysql-connector-javaartifactId>
                <version>${mysql.version}version>
            dependency>
        dependencies>
    dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombokgroupId>
            <artifactId>lombokartifactId>
        dependency>
    dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.bootgroupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-pluginartifactId>
            plugin>
        plugins>
    build>
project>

这里已经对大部分要用到的依赖的版本进行了 管理,方便后续使用

5.2.服务提供者

我们新建一个项目,对外提供查询用户的服务。

5.2.1.创建module

选中父工程:cloud-demo

填写module信息:

注意,子模块要在父工程的下级目录:

5.2.2.依赖


<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>cloud-demoartifactId>
        <groupId>cn.itcast.demogroupId>
        <version>1.0-SNAPSHOTversion>
    parent>
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>

    <artifactId>user-serviceartifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOTversion>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysqlgroupId>
            <artifactId>mysql-connector-javaartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>tk.mybatisgroupId>
            <artifactId>mapper-spring-boot-starterartifactId>
        dependency>
    dependencies>
project>

项目结构:

5.1.2.编写代码

属性文件,这里我们采用了yaml语法,而不是properties:

server:
  port: 8081
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb01
    username: root
    password: 123
mybatis:
  type-aliases-package: cn.itcast.user.pojo

启动类:

@SpringBootApplication
@MapperScan("cn.itcast.user.mapper")
public class UserApplication { 
        
    public static void main(String[] args) { 
        
        SpringApplication.run(UserApplication.class, args);
    }
}

实体类:

@Table(name = "tb_user")
@Data
public class User { 
        

    @Id
    @KeySql(useGeneratedKeys = true)
    private Long id;

    private String userName; // 用户名

    private String password; // 密码

    private String name;// 姓名

    private Integer age;// 年龄

    private Integer sex;// 性别,1男性,2女性

    private Date birthday;// 出生日期

    private Date created;// 创建时间

    private Date updated;// 更新时间

    private String note;// 备注
}

mapper:

public interface UserMapper extends Mapper<User>{ 
        
}

Service:

@Service
public class UserService { 
        

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    public User queryById(Long id) { 
        
        return userMapper.selectByPrimaryKey(id);
    }
}

添加一个对外查询的接口:

@RestController
@RequestMapping("user")
public class UserController { 
        

    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/{id}")
    public User queryById(@PathVariable("id") Long id) { 
        
        return userService.queryById(id);
    }
}

项目结构:

5.1.3.启动并测试:

启动项目,访问接口:http://localhost:8081/user/7

5.2.服务调用者

5.2.1.创建工程

与上面类似,这里不再赘述,需要注意的是,我们调用user-service的功能,因此不需要mybatis相关依赖了。

pom:


<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>cloud-demoartifactId>
        <groupId>cn.itcast.demogroupId>
        <version>1.0-SNAPSHOTversion>
    parent>
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>

    <artifactId>consumer-demoartifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOTversion>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
        dependency>
    dependencies>
project>

结构:

5.2.2.编写代码

首先在启动类中注册RestTemplate

@SpringBootApplication
public class ConsumerApplication { 
        

    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() { 
        
        return new RestTemplate();
    }

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

实体类:

@Data
public class User { 
        

    private Long id;

    private String userName; // 用户名

    private String password; // 密码

    private String name;// 姓名

    private Integer age;// 年龄

    private Integer sex;// 性别,1男性,2女性

    private Date birthday;// 出生日期

    private Date created;// 创建时间

    private Date updated;// 更新时间

    private String note;// 备注

}

编写controller,在controller中直接调用RestTemplate,远程访问user-service的服务接口:

@RestController
@RequestMapping("consumer")
public class ConsumerController { 
        

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("{id}")
    public User queryById(@PathVariable("id") Long id){ 
        
        String url = "http://localhost:8081/user/" + id;
        User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
        return user;
    }
}

项目结构:

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