Spring Cloud（一）：微服务

忘是亡心i 2021-09-10 06:16 341阅读 0赞

*  [Demo 源码下载][Demo]
 *  本案例为源码分支的 master 分支

## 概述 ##

*  在先前的单体应用架构中，一个归档包（如 war 格式）包含了所有功能的应用程序。
 *  例如一个电影售票系统，尽管已经进行模块化，但由于 UI 和**若干业务模块最终被打包在一个 war 中**，该 war 包含了整个系统所有业务功能，这样的应用称之为单体应用。
 *  单体应用容易部署、测试、在开发初期能很好的运行，但随着需求不断增加，代码库飞速膨胀，慢慢地单体应用变得越来越臃肿，可维护性、灵活性下降，复杂性高、部署频率低、可靠性差、扩展能力受限制、阻碍技术创新等问题也随之出现。

### 微服务是什么？ ###

*  随着单体应用架构存在的问题，微服务架构开始流行。
 *  **微服务架构是将一个单一应用程序开发为一组小型服务的方法**，每个服务运行在自己的进程中，服务间通信采用轻量级通信机制（通常为 HTTP 资源 API），这些服务围绕业务能力构建并独立部署，共用一个最小型的集中式管理，服务可用不同的语言开发，使用不同的技术。
 *  **微服务的特性**：
    
     *  每个微服务可独立运行在自己的进程里
     *  一系列独立运行的微服务共同构建起整个系统
     *  每个服务为独立业务开发，一个微服务只关注某个特定点的功能，例如订单管理、用户管理等
     *  微服务之间通过一些轻量级通信机制进行通信，例如 RESTful API
     *  可以用不同的语言和数据库存储技术
     *  全自动的部署机制
 *  **例如电影售票系统可以划分为：用户微服务、电影微服务**
 *  **微服务的优点**：
    
     *  易开发和维护
     *  单个微服务启动较快
     *  局部修改容易部署
     *  技术不受限
     *  按需伸缩
 *  **微服务的挑战**：
    
     *  运维要求较高
     *  分布式固有的复杂性
     *  接口调整成本高
     *  重复劳动
 *  **微服务设计原则**：
    
     *  单一职责原则：一个单元只应关注整个系统中单独的一部分
     *  服务自治原则：每个微服务应具备独立的业务能力，依赖与运行环境，服务是独立的业务单元，应该与其它服务高度解耦
     *  轻量级通信：微服务之间通过轻量级通信机制进行交互，例如 REST 协议
     *  微服务粒度：并非一味的把服务做小，代码量多少不能作为微服务划分的依据，因为不同业务复杂性不同，代码量也不同

### 如何实现微服务 ###

*  开发框架选择：Spring Cloud（具备了开箱即用的生产特性，可大大提高效率，社区活跃，资料多）
 *  运行平台：微服务并不绑定运行平台，将微服务部署在 PC Server、阿里云、Docker等都是可以的
 *  图中将所有服务都注册到了服务发现组件上，服务之间使用轻量级的通信机制，除了 SecviceA、ServiceB 等还有服务发现组件、服务网关、配置服务器等组件

![9434708-8c728bea6e25c3ba.png][]

微服务架构

## Spring Cloud ##

### Spring Cloud 是什么？ ###

*  Spring Cloud 虽然带有“Cloud”字样，但不是云计算解决方案，而是在 Spring Boot 基础上构建的，**用于快速构建分布式系统的工具集**，它非常适合在 Docker 或者 PaaS 上部署。
 *  **Spring Cloud 特点**：
    
     *  约定优于配置
     *  适用于各种环境、开发、部署
     *  隐藏了组件的复杂性，提供声明式、无 xml 配置方式
     *  开箱即用，快速启动
     *  轻量级组件，Spring Cloud 整合的组件大多比较轻量级
     *  组件丰富、功能齐全，提供了配置管理、服务发现、断路器、微服务网管等
     *  灵活、解耦

### Spring Cloud 快速入门 ###

*  编写一个电影购票系统，用户向电影微服务请求购票时，电影购票系统调用用户微服务系统的接口，查询当前余额是多少，是否符合购票标准，然后在进行购票操作

graph LR
    A[用户] --> |购票|B[电影微服务] 
    B--> |查询用户信息|C[用户微服务]

*  添加依赖库

<dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <scope>runtime</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>

*  创建数据库并插入数据

SET NAMES utf8;
    SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;
    
    -- ----------------------------
    --  Table structure for `user`
    -- ----------------------------
    DROP TABLE IF EXISTS `user`;
    CREATE TABLE `user` (
      `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `username` varchar(40) DEFAULT NULL,
      `name` varchar(20) DEFAULT NULL,
      `age` int(3) DEFAULT NULL,
      `balance` decimal(10,2) DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`)
    ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8;
    
    -- ----------------------------
    --  Records of `user`
    -- ----------------------------
    BEGIN;
    INSERT INTO `user` VALUES ('1', 'account1', '张三', '20', '100.00'), ('2', 'account2', '李四', '28', '180.00'), ('3', 'account3', '王五', '32', '230.00');
    COMMIT;
    
    SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

#### 用户微服务（Demo 源码 film-user） ####

*  实体类

@Data
    @Entity(name = "user")
    public class UserEntity {
        @Id
        @GeneratedValue
        private int id;
        private String username;
        private String name;
        private int age;
        private BigDecimal balance;
    }

*  Repository

@Repository
    public interface UserRepository extends JpaRepository<UserEntity,Integer>{}

*  Controller

@RestController
    public class UserController {
        @Autowired
        private UserRepository userRepository;
    
        @GetMapping("/{id}")
        public UserEntity findById(@PathVariable int id){
            UserEntity userEntity = userRepository.findOne(id);
            return userEntity;
        }
    }

*  编写配置文件

spring:
      datasource:
        url: jdbc:mysql://localhost:3306/flim?useSSL=false
        username: root
        password: 123456ly
      jpa:
        show-sql: true
        database-platform: org.hibernate.dialect.MySQL5Dialect

*  访问 [http://localhost:8080/1][http_localhost_8080_1] ，输出

{"id":1,"username":"account1","name":"张三","age":20,"balance":100.00}

#### 消费者微服务（Demo 源码 film-consumer） ####

*  将 RestTemplate 注入到 IOC 容器

@SpringBootApplication
    public class ConsumerApplication {
        @Bean
        public RestTemplate restTemplate(){
            return new RestTemplate();
        }
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(ConsumerApplication.class, args);
        }
    }

*  创建Controller，通过 RestTemplate 访问用户微服务 API

@RestController
    public class MovieController {
        @Autowired
        private RestTemplate restTemplate;
    
        @GetMapping("/user/{id}")
        public UserEntity findById(@PathVariable int id){
            return this.restTemplate.getForObject("http://localhost:8080/"+id,UserEntity.class);
        }
    }

*  修改配置文件，修改端口

server:
      port: 8010
    spring:
      datasource:
        url: jdbc:mysql://localhost:3306/flim?useSSL=false
        username: root
        password: 123456ly

*  访问 [http://localhost:8010/user/1][http_localhost_8010_user_1] 输出

{"id":1,"username":"account1","name":"张三","age":20,"balance":100.00}

## 硬编码问题 ##

*  上述例子中使用了硬编码，我们把服务提供者的网络地址、IP、端口硬编码在代码中，这样会出现以下问题：
    
     *  适用场景有局限，若服务提供者网络地址发生了变化，会影响服务消费者
     *  无法动态伸缩，在生产环境中，每个微服务一般都会部署多个实例，从而实现负载均衡，在微服务架构中，还需要系统具备自动伸缩的能力，例如动态增减节点
 *  解决硬编码的问题是通过服务发现，如 Eureka

[Demo]: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fgitee.com%2FLinYuanTongXue%2FDEMO-SPRING-CLOUD
[9434708-8c728bea6e25c3ba.png]: /images/20210811/198851b085794630a17402857ffe5d15.png
[http_localhost_8080_1]: https://link.jianshu.com?t=http%3A%2F%2Flocalhost%3A8080%2F1
[http_localhost_8010_user_1]: https://link.jianshu.com?t=http%3A%2F%2Flocalhost%3A8010%2Fuser%2F1