day01-SpringCloud01
时间:2023-08-12 20:07:01
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。
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: