學習路線

生態概述

架構演進

什么是微服務

https://martinfowler.com/microservices/

Microservices Guide

In short, the microservice architectural style is an approach to developing a single application as a suite of small services , each running in its own process and communicating with lightweight mechanisms, often an HTTP resource API. These services are built around business capabilities and independently deployable by fully automated deployment machinery. There is a bare minimum of centralized management of these services, which may be written in different programming languages and use different data storage technologies.

-- James Lewis and Martin Fowler (2014)

簡言之，微服務體系結構風格是一種將單個應用程序開發為一套小型服務的方法，每個服務都在自己的流程中運行，并與輕量級機制（通常是HTTP資源API）通信。這些服務是圍繞業務能力構建的，可通過完全自動化的部署機制獨立部署。對這些服務的集中管理是最低限度的，這些服務可以用不同的編程語言編寫，并使用不同的數據存儲技術。

--詹姆斯·劉易斯和馬丁·福勒（2014）

架構演進

Dubbo文檔

網站應用的演進

隨著互聯網的發展，網站應用的規模不斷擴大，常規的垂直應用架構已無法應對，分布式服務架構以及流動計算架構勢在必行，亟需一個治理系統確保架構有條不紊的演進。 好的架構并不是一開始就設計出來的，而是不斷演進過來的

單一應用架構

當網站流量很小時，只需一個應用，將所有功能都部署在一起，以減少部署節點和成本。此時，用于簡化增刪改查工作量的數據訪問框架(ORM)是關鍵。

垂直應用架構

當訪問量逐漸增大，單一應用增加機器帶來的加速度越來越小，提升效率的方法之一是將應用拆成互不相干的幾個應用，以提升效率。此時，用于加速前端頁面開發的Web框架(MVC)是關鍵。

分布式服務架構

當垂直應用越來越多，應用之間交互不可避免，將核心業務抽取出來，作為獨立的服務，逐漸形成穩定的服務中心，使前端應用能更快速的響應多變的市場需求。此時，用于提高業務復用及整合的分布式服務框架(RPC)是關鍵。

流動計算架構

當服務越來越多，容量的評估，小服務資源的浪費等問題逐漸顯現，此時需增加一個調度中心基于訪問壓力實時管理集群容量，提高集群利用率。此時，用于提高機器利用率的資源調度和治理中心(SOA)是關鍵。

SOA服務架構和微服務架構

推薦架構

Spring Cloud官網

Spring Cloud provides tools for developers to quickly build some of the common patterns in distributed systems (e.g. configuration management, service discovery, circuit breakers, intelligent routing, micro-proxy, control bus, one-time tokens, global locks, leadership election, distributed sessions, cluster state). Coordination of distributed systems leads to boiler plate patterns, and using Spring Cloud developers can quickly stand up services and applications that implement those patterns. They will work well in any distributed environment, including the developer’s own laptop, bare metal data centres, and managed platforms such as Cloud Foundry.

Spring Cloud為開發人員提供工具，用于快速構建分布式系統中的一些常見模式（例如配置管理、服務發現、斷路器、智能路由、微代理、控制總線、一次性令牌、全局鎖、領導選舉、分布式會話、集群狀態）。分布式系統的協調導致鍋爐板模式，使用Spring云開發人員可以快速建立實現這些模式的服務和應用程序。它們在任何分布式環境中都能很好地工作，包括開發人員自己的筆記本電腦、裸機數據中心和云鑄造等托管平臺。

Spring Cloud Alibaba官網

Spring Cloud Alibaba provides a one-stop solution for distributed application development. It contains all the components required to develop distributed applications, making it easy for you to develop your applications using Spring Cloud.

With Spring Cloud Alibaba, you only need to add some annotations and a small amount of configurations to connect Spring Cloud applications to the distributed solutions of Alibaba, and build a distributed application system with Alibaba middleware.

阿里云為分布式應用開發提供一站式解決方案。它包含開發分布式應用程序所需的所有組件，使您可以輕松地使用SpringCloud開發應用程序。

通過阿里云Spring云，您只需添加一些注釋和少量配置，即可將Spring云應用連接到阿里云的分布式解決方案，并使用阿里云中間件構建分布式應用系統。

Sentinel:流量控制和服務降級:阿里巴巴Sentinel流量控制、斷路和系統自適應保護

Nacos registration and discovery :服務注冊和發現:可以向阿里巴巴Nacos注冊實例，客戶端可以使用spring管理的bean發現實例。支持Ribbon，通過Spring Cloud Netflix的客戶端負載均衡器

Nacos config:分布式配置:使用阿里巴巴Nacos作為數據存儲

Seata:一種高性能、易于使用的分布式事務解決方案，適用于微服務架構。解決微服務中的分布式事務問題

Dubbo：Apache Dubbo 是一款高性能、輕量級的開源服務框架，提供了六大核心能力：面向接口代理的高性能RPC調用，智能容錯和負載均衡，服務自動注冊和發現，高度可擴展能力，運行期流量調度，可視化的服務治理與運維。

Spring Cloud Stream：事件驅動，使用 RocketMQ Binder構建高度可伸縮的事件驅動微服務

Spring Cloud Bus：消息總線:使用Spring Cloud Bus連接分布式系統的節點

Spring Cloud Netflix Ribbon：客戶端負載均衡器: Nacos客戶端默認集成ribbon

Spring Cloud Gateway：提供了一個在Spring WebFlux上構建API網關的庫。Spring Cloud Gateway旨在提供一種簡單而有效的方式來路由到api，并為它們提供橫切關注點，如:安全性、監控/指標和彈性。

Appache SkyWalking：分布式系統的應用程序性能監控工具，特別為微服務，云本地和基于容器(Docker, Kubernetes, Mesos)架構設計。

基于Spring Cloud Alibaba推薦的微服務生態架構，基于分層架構實現。

接入層：最外層為LVS+Keepalived，可承受幾十萬級高并發流量洪峰，然后再通過內層的nginx集群將客戶端請求通過負載均衡策略轉發至基于JAVA后端技術棧的Spring Cloud Gateway集群；

業務中臺層：Spring Cloud Gateway微服務通過Nacos獲取路由配置信息和路由后端微服務提供者的發現，通過OAuth2做統一登錄授權，并集成整合Sentinel針對請求做限流、熔斷、降低，基于dubbo協議的高性能RPC進行微服務調用或者服務聚合調用，而后端微服務之間調用也是采用dubbo協議的rpc，對于需要分布式事務服務端則通過Seata實現。

技術中臺層：數據存儲層包括內存、數據庫、全文檢索搜索引擎存儲層；基礎服務層提供分布式系統常見基礎組件功能；日志采集層采用ELK

系統監控層：分布式鏈路追蹤、基于容器化的監控和告警

Maven簡易整合工程入門案例

shopping-demo源碼地址

https://gitee.com/yongzhebuju/shopping

功能簡介

本示例主要對微服務使用Nacos實現配置中心讀取、服務注冊和服務發現，微服務網關實現路由策略并整合sentinel實現限流，微服務之間使用Dubbo高性能RPC進行調用。

本案例主要包含一下幾個demo模塊

commons：公共服務模塊，存放公共pojo實體類和微服務接口模塊，比如Dubbo服務提供者接口定義、基于Open Feign遠程調用服務提供者接口定義等，公共模塊pom可以配置一些公共引用依賴如
spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config和spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery等，這樣其他微服務只需依賴公共模塊即可

gateway:微服務入口網關模塊，負責微服務路由、授權認證、微服務聚合等功能處理

users:用戶模塊，提供獲取用戶接口

good:商品模塊，提供商品接口，需要調用用戶接口

核心源碼和配置

工程父pom文件主要包含Spring Boot、Spring Cloud、Spring Cloud Alibaba的父依賴

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<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>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.itxs</groupId>
    <artifactId>shopping</artifactId>
    <packaging>pom</packaging>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.3.12.RELEASE</version>
    </parent>

    <modules>
        <module>shopping_commons</module>
        <module>shopping_goods</module>
        <module>shopping_users</module>
        <module>shopping_gateway</module>
    </modules>

    <properties>
        <java.verson>1.8</java.verson>
        <spring.cloud.verison>Hoxton.SR12</spring.cloud.verison>
        <spring.cloud.alibaba.verison>2.2.1.RELEASE</spring.cloud.alibaba.verison>
    </properties>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring.cloud.verison}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>${spring.cloud.alibaba.verison}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

</project>

微服務yml配置文件,微服務的配置都放在Nacos配置中心，每個微服務本地配置文件只需配置服務名稱、激活的環境以及配置中心地址、配置文件擴展名、命名空間和組即可。下面為網關配置文件，其他模塊配置文件與此類似

spring:
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      config:
        server-addr: localhost:8848
        file-extension: yaml
        namespace: 54c53c3a-6008-4ecc-90fe-2ffcae64b95b
        group: shopping
  application:
    name: gateway

commons 實體類和暴露獲取用戶接口服務

package com.itxs.entity;

import java.io.Serializable;

public class User implements Serializable {
    private String name;
    private Integer age;

    public User(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

package com.itxs.service;

import com.itxs.entity.User;

public interface UserService {
    User getUser(String userId);
}

users微服務獲取用戶接口實現

package com.itxs.service;

import com.itxs.entity.User;
import org.apache.dubbo.config.annotation.Service;

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService{
    @Override
    public User getUser(String userId) {
        System.out.println("userId:"+userId);
        return new User("zhangsan",16);
    }
}

users controller實現類，在這里也提供http協議調用方式

package com.itxs.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class UserController {

    @RequestMapping("/users/1")
    public String getUser(){
        return "hello users";
    }
}

goods controller

package com.itxs.controller;

import com.itxs.entity.User;
import com.itxs.service.UserService;
import org.apache.dubbo.config.annotation.Reference;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class GoodsController {

    @Reference
    UserService userService;

    @RequestMapping("/goods/1")
    public String getGoods(){
        return "hello goods";
    }

    @RequestMapping("/goods/user")
    public String getUserInfo(){
        User user = userService.getUser("a1001");
        return user.toString();
    }
}

Nacos 配置中心

啟動本地Nacos server端，訪問本地nacos管理界面
http://localhost:8848/nacos，默認端口是8848，默認用戶密碼nacos/nacos，在dev命名空間下有網關、用戶、商品微服務配置文件，都使用shoopping組

users-dev.yaml

server:
  port: 8081
spring:
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 192.168.3.3:8848
        namespace: 54c53c3a-6008-4ecc-90fe-2ffcae64b95b
        group: shopping
    sentinel:
      enabled: true
      transport:
        dashboard: localhost:8888
        port: 8719
  application:
    name: users

goods-dev.yaml

server:
  port: 8082
spring:
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 192.168.3.3:8848
        namespace: 54c53c3a-6008-4ecc-90fe-2ffcae64b95b
        group: shopping
    sentinel:
      enabled: true
      transport:
        dashboard: localhost:8888
        port: 8729
  application:
    name: goods

gateway-dev.yaml

server:
  port: 8083
spring:
  profiles:
    active: dev
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 192.168.3.3:8848
        namespace: 54c53c3a-6008-4ecc-90fe-2ffcae64b95b
        group: shopping
    sentinel:
      enabled: true
      transport:
        dashboard: localhost:8080
        port: 8719
    gateway:
      discovery:
        locator:
          lowerCaseServiceId: true
          enabled: true
      routes:
        - id: users_route
          uri: lb://users
          predicates:
            - Path=/users/**

        - id: goods_route
          uri: lb://goods
          predicates:
            - Path=/goods/**    
  application:
    name: gateway
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"

Sentinel控制臺

通過Sentinel源碼項目啟動Sentinel控制臺，是一個Spring Boot項目

訪問本地Sentinel控制臺界面http://localhost:8080/，默認端口是8080，默認用戶密碼sentinel/sentinel，由于暫時沒有做持久化功能，所以剛進來是內容是空的

微服務啟動

啟動網關、用戶、商品三個微服務，用戶微服務端口為8081，商品微服務端口為8082，網關微服務端口為8083

先不通過網關直接訪問goods微服務
http://localhost:8082/goods/1，走http方式調用接口

通過網關路由配置我們訪問用戶服務
http://localhost:8083/users/users/1 ，訪問結果正確

繼續訪問商品接口服務
http://localhost:8083/goods/goods/1 ，訪問結果正確

訪問商品服務調用用戶服務
http://localhost:8083/goods/goods/user ，訪問結果正確

Sentinel控制臺設置下限流規則，針對goods/goods/user 這個觸點鏈路進行流控設置

當我們每秒訪問在兩次內還是會訪問正常，我們連續快速按F5刷新則會出現Blocked by Sentinel: FlowException，這個是默認Sentinel返回限流提供，我們也可以實現自定義限流提示