SpringCloud使用篇

一、认识微服务

需要学习的微服务知识框架构成图如下：

在这里插入图片描述

1.1 单体架构

单体架构：将业务的所有功能集中在一个项目中开发，打成一个包部署。
在这里插入图片描述

单体架构的优缺点如下：

优点：

架构简单
部署成本低

缺点：

耦合度高（维护困难、升级困难）

1.2 分布式架构

分布式架构：根据业务功能对系统做拆分，每个业务功能模块作为独立项目开发，称为一个服务。

在这里插入图片描述

分布式架构的优缺点：

优点：

降低服务耦合
有利于服务升级和拓展

缺点：

服务调用关系错综复杂

分布式架构虽然降低了服务耦合，但是服务拆分时也有很多问题需要思考：

服务拆分的粒度如何界定？
服务之间如何调用？
服务的调用关系如何管理？

人们需要制定一套行之有效的标准来约束分布式架构。

1.3 微服务架构

微服务的架构特征：

单一职责：微服务拆分粒度更小，每一个服务都对应唯一的业务能力，做到单一职责
自治：团队独立、技术独立、数据独立，独立部署和交付
面向服务：服务提供统一标准的接口，与语言和技术无关
隔离性强：服务调用做好隔离、容错、降级，避免出现级联问题

微服务的上述特性其实是在给分布式架构制定一个标准，进一步降低服务之间的耦合度，提供服务的独立性和灵活性。做到高内聚，低耦合。

因此，可以认为微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案 。

在这里插入图片描述

1.4 SpringCloud

SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。官网地址：https://spring.io/projects/spring-cloud。

SpringCloud集成了各种微服务功能组件，并基于SpringBoot实现了这些组件的自动装配，从而提供了良好的开箱即用体验。

其中，常见的组件有以下几种：

服务注册与发现：Eureka、Nacos、Consul
统一配置与管理：SpringCloudConfig、Nacos
服务远程调用：OpenFegin、Dubbo
统一网关路由：SpringCloudGateWay、Zuul
服务链路监控：Zipkin、Sleuth
流控、降级、保护：Hystix、Sentinel

1.5 服务拆分和远程调用

拆分原则

微服务拆分的几个原则如下：

不同微服务，不要重复开发相同业务
微服务数据独立，不要访问其它微服务的数据库
微服务可以将自己的业务暴露为接口，供其它微服务调用

提供者与消费者

在服务调用关系中，会有两个不同的角色：

服务提供者：一次业务中，被其它微服务调用的服务。（提供接口给其它微服务）

服务消费者：一次业务中，调用其它微服务的服务。（调用其它微服务提供的接口）

但是，服务提供者与服务消费者的角色并不是绝对的，而是相对于业务而言。

如果服务A调用了服务B，而服务B又调用了服务C，服务B的角色是什么？

对于A调用B的业务而言：A是服务消费者，B是服务提供者
对于B调用C的业务而言：B是服务消费者，C是服务提供者

因此，服务B既可以是服务提供者，也可以是服务消费者。

二、Eureka注册中心

假如我们的服务提供者用户信息模块use-service部署了多个实例，比如8081、8082、8083。

那么有以下几个问题需要考虑：

订单模块order-service在发起远程调用的时候，该如何得知user-service实例的ip地址和端口？
有多个user-service实例地址，order-service调用时该如何选择？
order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康，是不是已经宕机？

2.1 Eureka的作用

在这里插入图片描述

这些问题都需要利用SpringCloud中的注册中心Eureka来解决。

Eureka的作用：

（1）注册服务信息。user-service服务实例启动后，将自己的信息注册到eureka-server（Eureka服务端）。

（2）拉取服务的信息。order-service根据服务名称，拉取实例地址列表。这个叫服务发现或服务拉取。

（3）在服务消费者模块进行负载均衡。order-service从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址。

（4）通过远程调用来调用服务提供者提供的服务。

同时，Eureka还提供了心跳续约的机制，通过每30秒一次的心跳检测来判断服务是否能够正常响应。

这样一来，之前的各个问题的解决了。

问题1：order-service如何得知user-service实例地址？

获取地址信息的流程如下：

user-service服务实例启动后，将自己的信息注册到eureka-server（Eureka服务端）。这个叫服务注册
eureka-server保存服务名称到服务实例地址列表的映射关系
order-service根据服务名称，拉取实例地址列表。这个叫服务发现或服务拉取

问题2：order-service如何从多个user-service实例中选择具体的实例？

order-service从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址
向该实例地址发起远程调用

问题3：order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康，是不是已经宕机？

user-service会每隔一段时间（默认30秒）向eureka-server发起请求，报告自己状态，称为心跳
当超过一定时间没有发送心跳时，eureka-server会认为微服务实例故障，将该实例从服务列表中剔除
order-service拉取服务时，就能将故障实例排除了

2.2 搭建Eureka注册中心

创建Euraka-server服务

在我们的项目中创建一个子模块：eureka-server。

引入依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>

编写启动类

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;

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

配置文件

server:
  port: 10086
spring:
  application:
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    service-url: 
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

服务访问

启动微服务，然后在浏览器访问：http://127.0.0.1:10086

出现Spring Eureka的页面就是成功启动了注册中心Eureka。

2.2 服务注册

引入依赖

在服务提供者模块的pom文件中，引入下面的eureka-client依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

编写配置文件

spring:
  application:
    name: userservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

启动多个服务实例

我们可以复制多个相同的服务实例进行启动，不过要注意，服务的端口号不能一致，否则无法启动多个实例。

服务启动后，可以去Spring Eureka的页面刷新查看服务实例的信息。

2.3 服务发现

引入依赖

服务发现、服务注册统一都封装在eureka-client依赖，因此这一步与服务注册时一致。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

配置文件

服务发现也需要知道eureka地址，因此第二步与服务注册一致，都是配置eureka信息。

spring:
  application:
    name: orderservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

服务拉取和负载均衡

最后，我们要去eureka-server中拉取服务提供者的实例列表，并且实现负载均衡。

不过这些动作不用我们去做，只需要添加一些注解即可。

在服务消费者的XxxApplication中，给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解。

spring会自动帮助我们从eureka-server端，根据服务提供者名称，获取实例列表，而后完成负载均衡。

三、Ribbon负载均衡

SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件，来实现负载均衡功能的。

负载均衡：根据service名称，获取到服务实例的ip和端口。比如我们发出的请求明明是http://userservice/user/1，最后变成了http://localhost:8081。

它就是LoadBalancerInterceptor，这个类会在对RestTemplate的请求进行拦截，然后从Eureka根据服务id获取服务列表，随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息，替换服务id。

3.1 LoadBalancerInterceptor

下面我们进行源码跟踪：

// org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalancerInterceptor
public class LoadBalancerInterceptor implements ClientHttpRequestInterceptor {
    private LoadBalancerClient loadBalancer;
    private LoadBalancerRequestFactory requestFactory;

    public LoadBalancerInterceptor(LoadBalancerClient loadBalancer, LoadBalancerRequestFactory requestFactory) {
        this.loadBalancer = loadBalancer;
        this.requestFactory = requestFactory;
    }

    public LoadBalancerInterceptor(LoadBalancerClient loadBalancer) {
        this(loadBalancer, new LoadBalancerRequestFactory(loadBalancer));
    }

    public ClientHttpResponse intercept(final HttpRequest request, final byte[] body, final ClientHttpRequestExecution execution) throws IOException {
        // 获取请求uri，比如http://userservice/user/1
        URI originalUri = request.getURI();
        // 获取uri路径的主机名，其实就是服务id，比如userservice
        String serviceName = originalUri.getHost();
        Assert.state(serviceName != null, "Request URI does not contain a valid hostname: " + originalUri);
        // 处理服务id和用户请求，execute就是处理的逻辑
        return (ClientHttpResponse)this.loadBalancer.execute(serviceName, this.requestFactory.createRequest(request, body, execution));
    }
}

3.2 LoadBalancerClient

	// org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonLoadBalancerClient#execute(java.lang.String, org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalancerRequest<T>, java.lang.Object)
	public <T> T execute(String serviceId, LoadBalancerRequest<T> request, Object hint) throws IOException {
        // 获取一个负载均衡器
        ILoadBalancer loadBalancer = this.getLoadBalancer(serviceId);
        // 根据负载均衡的算法在server列表中选择server
        Server server = this.getServer(loadBalancer, hint);
        if (server == null) {
            throw new IllegalStateException("No instances available for " + serviceId);
        } else {
            RibbonServer ribbonServer = new RibbonServer(serviceId, server, this.isSecure(server, serviceId), this.serverIntrospector(serviceId).getMetadata(server));
            return this.execute(serviceId, (ServiceInstance)ribbonServer, (LoadBalancerRequest)request);
        }
    }

getLoadBalancer(serviceId)：根据服务id获取ILoadBalancer，而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存。
getServer(loadBalancer, hint)：利用内置的负载均衡算法，从服务列表中选取一个server。

这样就实现了负载均衡。

3.3 负载均衡策略IRule

从3.2中可以看到调用了getServer(loadBalancer, hint)方法获取了server。

我们点进去看这个方法，如下：

    // org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonLoadBalancerClient#getServer(com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer, java.lang.Object)
	protected Server getServer(ILoadBalancer loadBalancer, Object hint) {
        return loadBalancer == null ? null : loadBalancer.chooseServer(hint != null ? hint : "default");
    }

我们继续跟入，查看chooseServer方法：

    // com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer#chooseServer
	public Server chooseServer(Object key) {
        if (this.counter == null) {
            this.counter = this.createCounter();
        }

        this.counter.increment();
        if (this.rule == null) {
            return null;
        } else {
            try {
                // 这里可以看到，服务器选择的是this.rule
                return this.rule.choose(key);
            } catch (Exception var3) {
                logger.warn("LoadBalancer [{}]:  Error choosing server for key {}", new Object[]{this.name, key, var3});
                return null;
            }
        }
    }

我们点开这个rule可以看到：

    private static final IRule DEFAULT_RULE = new RoundRobinRule();
    ....
    protected IRule rule;

	public BaseLoadBalancer() {
        this.rule = DEFAULT_RULE;
        ...
    }

这里默认的rule是 new RoundRobinRule()，该类就是以轮询的方式来进行负载均衡的。

以上就是整个Ribbon负载均衡的流程了。

总结

首先Eureka会拦截我们的RestTemplate请求，比如http://userservice/user/1
RibbonLoadBalancerClient会从请求url中获取服务名称，也就是user-service
DynamicServerListLoadBalancer根据user-service到eureka拉取服务列表
eureka返回列表，localhost:8081、localhost:8082
IRule利用内置负载均衡规则，从列表中选择一个，例如localhost:8081
RibbonLoadBalancerClient修改请求地址，用localhost:8081替代userservice，得到http://localhost:8081/user/1，发起真实请求

3.4 负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在IRule接口中，而IRule有很多不同的实现类：

在这里插入图片描述

不同规则的含义如下：

内置负载均衡规则类	规则描述
RoundRobinRule	简单轮询服务列表来选择服务器。它是Ribbon默认的负载均衡规则。
AvailabilityFilteringRule	对以下两种服务器进行忽略：（1）在默认情况下，这台服务器如果3次连接失败，这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续30秒，如果再次连接失败，短路的持续时间就会几何级地增加。（2）并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高，配置了AvailabilityFilteringRule规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限，可以由客户端的`<clientName>.<clientConfigNameSpace>.ActiveConnectionsLimit`属性进行配置。
WeightedResponseTimeRule	为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长，这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器，这个权重值会影响服务器的选择。
ZoneAvoidanceRule	以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类，这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。
BestAvailableRule	忽略那些短路的服务器，并选择并发数较低的服务器。
RandomRule	随机选择一个可用的服务器。
RetryRule	重试机制的选择逻辑

默认的实现就是ZoneAvoidanceRule，是一种轮询方案。

3.5 自定义负载均衡策略

通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则，有两种方式：

代码方式：在order-service中的OrderApplication类中，定义一个新的IRule：

@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}

配置文件方式：在order-service的application.yml文件中，添加新的配置也可以修改规则：

userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则

注意，一般用默认的负载均衡规则，不做修改。

3.6 饥饿加载

Ribbon默认是采用懒加载，即第一次访问时才会去创建LoadBalanceClient，请求时间会很长。

而饥饿加载则会在项目启动时创建，降低第一次访问的耗时，通过下面配置开启饥饿加载：

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: userservice

四、Nacos注册中心

Nacos是阿里巴巴的产品，现在是SpringCloud中的一个组件。相比Eureka功能更加丰富，在国内受欢迎程度较高。

4.1 服务注册

Nacos是SpringCloudAlibaba的组件，而SpringCloudAlibaba也遵循SpringCloud中定义的服务注册、服务发现规范。因此使用Nacos和使用Eureka对于微服务来说，并没有太大区别。

主要差异在于：

依赖不同
服务地址不同

引入依赖

在父工程的pom文件中的<dependencyManagement>中引入SpringCloudAlibaba的依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    <version>2.2.6.RELEASE</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

然后在对应的服务中引入nacos-discovery依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

配置文件

在单个模块的pom文件中配置nacos的地址：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848

查看Nacos界面

启动对应的服务之后，登录Nacos管理页面，就可以看到对应的注册好的服务信息。

在这里插入图片描述

4.2 服务分级存储模型

一个服务可以有多个实例，例如我们的user-service，可以有:

127.0.0.1:8081
127.0.0.1:8082
127.0.0.1:8083

假如这些实例分布于全国各地的不同机房，例如：

127.0.0.1:8081，在上海机房
127.0.0.1:8082，在上海机房
127.0.0.1:8083，在杭州机房

Nacos就将同一机房内的实例划分为一个集群。

也就是说，user-service是服务，一个服务可以包含多个集群，如杭州、上海，每个集群下可以有多个实例，形成分级模型，如图：

在这里插入图片描述

微服务互相访问时，应该尽可能访问同集群实例，因为本地访问速度更快。当本集群内不可用时，才访问其它集群。

配置服务集群

修改模块的application.yml文件，添加集群配置：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ # 集群名称

重启两个模块实例后，我们可以在nacos控制台看到集群的配置。

同集群优先的负载均衡

默认的ZoneAvoidanceRule并不能实现根据同集群优先来实现负载均衡。

因此Nacos中提供了一个NacosRule的实现，可以优先从同集群中挑选实例。

1）给模块配置集群信息

修改模块的application.yml文件，添加集群配置：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ # 集群名称

2）修改负载均衡规则

修改模块的application.yml文件，修改负载均衡规则：

userservice:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则

4.3 权重配置

实际部署中会出现这样的场景：

服务器设备性能有差异，部分实例所在机器性能较好，另一些较差，我们希望性能好的机器承担更多的用户请求。

但默认情况下NacosRule是同集群内随机挑选，不会考虑机器的性能问题。

因此，Nacos提供了权重配置来控制访问频率，权重越大则访问频率越高。

在nacos控制台，找到对应模块的实例列表，点击编辑，即可修改权重。

在这里插入图片描述

在弹出的编辑窗口，修改权重：

在这里插入图片描述

注意：如果权重修改为0，则该实例永远不会被访问

4.4 环境隔离

Nacos提供了namespace来实现环境隔离功能。

nacos中可以有多个namespace
namespace下可以有group、service等
不同namespace之间相互隔离，例如不同namespace的服务互相不可见

创建namespace

默认情况下，所有service、data、group都在同一个namespace，名为public：

在这里插入图片描述

我们可以点击页面新增按钮，添加一个namespace：

在这里插入图片描述

然后，填写表单：

在这里插入图片描述

就能在页面看到一个新的namespace：

在这里插入图片描述

配置namespace

给微服务配置namespace只能通过修改配置来实现。

例如，修改order-service的application.yml文件：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ
        namespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间，填ID

重启order-service后，访问控制台，可以看到下面的结果：

在这里插入图片描述

4.5 服务实例类型

Nacos的服务实例分为两种类型：

临时实例：如果实例宕机超过一定时间，会从服务列表剔除，默认的类型。
非临时实例：如果实例宕机，不会从服务列表剔除，也可以叫永久实例。

配置一个服务实例为永久实例：

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        ephemeral: false # 设置为非临时实例

4.6 Nacos与Eureka的区别

Nacos与eureka的共同点

都支持服务注册和服务拉取
都支持服务提供者心跳方式做健康检测

Nacos与Eureka的区别

Nacos支持服务端主动检测提供者状态：临时实例采用心跳模式，非临时实例采用主动检测模式
临时实例心跳不正常会被剔除，非临时实例则不会被剔除
Nacos支持服务列表变更的消息推送模式，服务列表更新更及时
Nacos集群默认采用AP方式，当集群中存在非临时实例时，采用CP模式；Eureka采用AP方式

4.7 配置管理

Nacos除了可以做注册中心，同样可以做配置管理来使用。

统一配置管理

当微服务部署的实例越来越多，达到数十、数百时，逐个修改微服务配置就会让人抓狂，而且很容易出错。我们需要一种统一配置管理方案，可以集中管理所有实例的配置。

在这里插入图片描述

Nacos一方面可以将配置集中管理，另一方可以在配置变更时，及时通知微服务，实现配置的热更新。

(1) nacos中添加配置文件

在这里插入图片描述

然后在弹出的表单中，填写配置信息：

在这里插入图片描述

注意：项目的核心配置，需要热更新的配置才有放到nacos管理的必要。基本不会变更的一些配置还是保存在微服务本地比较好。

(2) 从微服务拉取配置

微服务要拉取nacos中管理的配置，并且与本地的application.yml配置合并，才能完成项目启动。

但如果尚未读取application.yml，又如何得知nacos地址呢？

因此spring引入了一种新的配置文件：bootstrap.yaml文件，会在application.yml之前被读取，流程如下：

在这里插入图片描述

1）引入nacos-config依赖

首先，在user-service模块服务中，引入nacos-config的客户端依赖：

<!--nacos配置管理依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>

2）添加bootstrap.yaml

然后，在user-service模块服务中添加一个bootstrap.yaml文件，内容如下：

spring:
  application:
    name: userservice # 服务名称
  profiles:
    active: dev #开发环境，这里是dev 
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # Nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名

这里会根据spring.cloud.nacos.server-addr获取nacos地址，再根据

${spring.application.name}-${spring.profiles.active}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}作为文件id，来读取配置。

3）读取nacos配置

在user-service中的UserController中添加业务逻辑，读取pattern.dateformat配置：

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

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Value("${pattern.dateformat}")
    private String dateformat;

    @GetMapping("now")
    public String now(){
        return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(properties.getDateformat()));
    }
}

在页面访问就可以看到效果了。

配置热更新

我们最终的目的，是修改nacos中的配置后，微服务中无需重启即可让配置生效，也就是配置热更新。

要实现配置热更新，可以使用两种方式：

(1) @RefreshScope

在@Value注入的变量所在类上添加注解@RefreshScope：

@RestController
@RequestMapping("/user")
@RefreshScope
public class UserController {
	...
}

(2) @ConfigurationProperties

使用@ConfigurationProperties注解代替@Value注解。

在user-service服务中，添加一个类，读取patterrn.dateformat属性：

import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
@Data
@ConfigurationProperties(prefix = "pattern")
public class PatternProperties {
    private String dateformat;
}

在UserController中使用这个类代替@Value：

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Autowired
    private PatternProperties patternProperties;

    @GetMapping("now")
    public String now(){
        return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(patternProperties.getDateformat()));
    }
    // 略
}

配置共享

其实微服务启动时，会去nacos读取多个配置文件，例如：

[spring.application.name]-[spring.profiles.active].yaml，例如：userservice-dev.yaml
[spring.application.name].yaml，例如：userservice.yaml

而[spring.application.name].yaml不包含环境，因此可以被多个环境共享。

当nacos、服务本地同时出现相同属性时，优先级有高低之分：

nacos配置：服务名-profile.yaml > 服务名称.yaml
本地配置：nacos配置 > 本地配置

五、Feign远程调用

Feign是一个声明式的http客户端，官方地址：https://github.com/OpenFeign/feign

其作用就是帮助我们优雅的实现http请求的发送，解决RestTemplate中对URL参数的问题。

5.1 Feign的使用

引入依赖

我们在模块服务的pom文件中引入feign的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

添加注解

在模块服务的启动类添加注解开启Feign的功能：

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
public class OrderApplication {
	...
}

创建客户端

在order-service中新建一个接口，内容如下：

@FeignClient("userservice")
public interface UserClient {
    @GetMapping("/user/{id}")
    User findById(@PathVariable("id") Long id);
}

这个客户端主要是基于SpringMVC的注解来声明远程调用的信息，比如：

服务名称：userservice
请求方式：GET
请求路径：/user/{id}
请求参数：Long id
返回值类型：User

这样，Feign就可以帮助我们发送http请求，无需自己使用RestTemplate来发送了。

调用Feign

在OrderService类中的queryOrderById方法，使用Feign客户端代替RestTemplate：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private UserClient userClient;

    public Order queryOrderById(Long orderId) {
        // 1.查询订单
        Order order = orderMapper.findById(orderId);
        // 2.用Feign远程调用
        User user = userClient.findById(order.getUserId());
        // 3.封装user到Order
        order.setUser(user);
        // 4.返回
        return order;
    }
}

5.2 自定义配置

Feign可以支持很多的自定义配置，如下表所示：

类型	作用	说明
feign.Logger.Level	修改日志级别	包含四种不同的级别：NONE、BASIC、HEADERS、FULL
feign.codec.Decoder	响应结果的解析器	http远程调用的结果做解析，例如解析json字符串为java对象
feign.codec.Encoder	请求参数编码	将请求参数编码，便于通过http请求发送
feign. Contract	支持的注解格式	默认是SpringMVC的注解
feign. Retryer	失败重试机制	请求失败的重试机制，默认是没有，不过会使用Ribbon的重试

一般情况下，默认值就能满足我们使用，如果要自定义时，只需要创建自定义的@Bean覆盖默认Bean即可。

日志自定义配置

(1) 配置文件方式

基于配置文件修改feign的日志级别可以针对单个服务：

feign:  
  client:
    config: 
      userservice: # 针对某个微服务的配置
        loggerLevel: FULL #  日志级别

也可以针对所有服务：

feign:  
  client:
    config: 
      default: # 这里用default就是全局配置，如果是写服务名称，则是针对某个微服务的配置
        loggerLevel: FULL #  日志级别

而日志的级别分为四种：

NONE：不记录任何日志信息，这是默认值。
BASIC：仅记录请求的方法，URL以及响应状态码和执行时间
HEADERS：在BASIC的基础上，额外记录了请求和响应的头信息
FULL：记录所有请求和响应的明细，包括头信息、请求体、元数据。

(2) 代码方式配置

也可以基于Java代码来修改日志级别，先声明一个类，然后声明一个Logger.Level的对象：

public class DefaultFeignConfiguration  {
    @Bean
    public Logger.Level feignLogLevel(){
        return Logger.Level.BASIC; // 日志级别为BASIC
    }
}

如果要全局生效，将其放到启动类的@EnableFeignClients这个注解中：

@EnableFeignClients(defaultConfiguration = DefaultFeignConfiguration .class)

如果是局部生效，则把它放到对应的@FeignClient这个注解中：

@FeignClient(value = "userservice", configuration = DefaultFeignConfiguration .class)

5.3 Feign使用优化

Feign底层发起http请求，依赖于其它的框架。其底层客户端实现包括：

URLConnection：默认实现，不支持连接池
Apache HttpClient ：支持连接池
OKHttp：支持连接池

因此提高Feign的性能主要手段就是使用连接池代替默认的URLConnection。

这里我们用Apache的HttpClient来演示。

1）引入依赖

在order-service的pom文件中引入Apache的HttpClient依赖：

<!--httpClient的依赖 -->
<dependency>
    <groupId>io.github.openfeign</groupId>
    <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
</dependency>

2）配置连接池

在order-service的application.yml中添加配置：

feign:
  client:
    config:
      default: # default全局的配置
        loggerLevel: BASIC # 日志级别，BASIC就是基本的请求和响应信息
  httpclient:
    enabled: true # 开启feign对HttpClient的支持
    max-connections: 200 # 最大的连接数
    max-connections-per-route: 50 # 每个路径的最大连接数

总结，Feign的优化：

1.日志级别尽量用basic

2.使用HttpClient或OKHttp代替URLConnection

① 引入feign-httpClient依赖

② 配置文件开启httpClient功能，设置连接池参数

5.4 Feign最佳实践

通过Feign的使用我们可以观察到，Feign的客户端与服务提供者的controller代码非常相似。

// Feign
@FeignClient(value = "userservice")
public interface UserClient {

    @GetMapping("/user/{id}")
    User findById(@PathVariable("id") Long id);
}

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

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

所以，我们可以通过以下几种方式来简化代码：

继承方式
抽取方式

继承方式

一样的代码可以通过继承来共享：

1）定义一个API接口，利用定义方法，并基于SpringMVC注解做声明。

2）Feign客户端和Controller都继承该接口

在这里插入图片描述

优点：

简单
实现了代码共享

缺点：

服务提供方、服务消费方紧耦合
参数列表中的注解映射并不会继承，因此Controller中必须再次声明方法、参数列表、注解

抽取方式

将Feign的Client抽取为独立模块，并且把接口有关的POJO、默认的Feign配置都放到这个模块中，提供给所有消费者使用。

例如，将UserClient、User、Feign的默认配置都抽取到一个feign-api包中，所有微服务引用该依赖包，即可直接使用。

在这里插入图片描述

首先创建一个module，命名为feign-api。

在feign-api中然后引入feign的starter依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

然后，将order-service中编写的user的相关服务代码都放在到feign-api项目中。

在order-service的pom文件中中引入feign-api的依赖：

<dependency>
    <!-- groupId是新建模块的id -->
    <groupId>com.xxx.cloud</groupId>
    <artifactId>feign-api</artifactId>
    <version>1.0</version>
</dependency>

然后修改将代码中的导包路径修正为正确的即可。

另外，还需要在@EnableFeignClients注解上标注扫描路径为com.xxx.feign.clients。

六、Gateway服务网关

Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目，该项目是基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等响应式编程和事件流技术开发的网关，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。

网关的核心功能特性：

请求路由
权限控制
限流

架构图：

在这里插入图片描述

权限控制：网关作为微服务入口，需要校验用户是是否有请求资格，如果没有则进行拦截。

路由和负载均衡：一切请求都必须先经过gateway，但网关不处理业务，而是根据某种规则，把请求转发到某个微服务，这个过程叫做路由。当然路由的目标服务有多个时，还需要做负载均衡。

限流：当请求流量过高时，在网关中按照下流的微服务能够接受的速度来放行请求，避免服务压力过大。

在SpringCloud中网关的实现包括两种：

gateway
zuul

Zuul是基于Servlet的实现，属于阻塞式编程。而SpringCloudGateway则是基于Spring5中提供的WebFlux，属于响应式编程的实现，具备更好的性能。

6.1 GateWay使用

下面，我们就演示下网关的基本路由功能。基本步骤如下：

创建SpringBoot工程gateway，引入网关依赖
编写启动类
编写基础配置和路由规则
启动网关服务进行测试

引入依赖

创建一个新的module，引入GateWay依赖：

<!--网关-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<!--nacos服务发现依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

编写启动类

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

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

编写基础配置和路由规则

创建application.yml文件，内容如下：

server:
  port: 10010 # 网关端口
spring:
  application:
    name: gateway # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos地址
    gateway:
      routes: # 网关路由配置
        - id: user-service # 路由id，自定义，只要唯一即可
          # uri: http://127.0.0.1:8081 # 路由的目标地址 http就是固定地址
          uri: lb://userservice # 路由的目标地址 lb就是负载均衡，后面跟服务名称
          predicates: # 路由断言，也就是判断请求是否符合路由规则的条件
            - Path=/user/** # 这个是按照路径匹配，只要以/user/开头就符合要求

我们将符合Path 规则的一切请求，都代理到 uri参数指定的地址。

访问流程图

整个访问的流程如下：

在这里插入图片描述

总结

总结：

网关搭建步骤：

创建项目，引入nacos服务发现和gateway依赖
配置application.yml，包括服务基本信息、nacos地址、路由

路由配置包括：

路由id：路由的唯一标示
路由目标（uri）：路由的目标地址，http代表固定地址，lb代表根据服务名负载均衡
路由断言（predicates）：判断路由的规则，
路由过滤器（filters）：对请求或响应做处理

6.2 断言工厂

我们在配置文件中写的断言规则只是字符串，这些字符串会被Predicate Factory读取并处理，转变为路由判断的条件。

例如Path=/user/**是按照路径匹配，这个规则是由

org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory类来

处理的，像这样的断言工厂在SpringCloudGateway还有十几个：

名称	说明	示例
After	是某个时间点后的请求	- After=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Before	是某个时间点之前的请求	- Before=2031-04-13T15:14:47.433+08:00[Asia/Shanghai]
Between	是某两个时间点之前的请求	- Between=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver], 2037-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Cookie	请求必须包含某些cookie	- Cookie=chocolate, ch.p
Header	请求必须包含某些header	- Header=X-Request-Id, \d+
Host	请求必须是访问某个host（域名）	- Host=.somehost.org,.anotherhost.org
Method	请求方式必须是指定方式	- Method=GET,POST
Path	请求路径必须符合指定规则	- Path=/red/{segment},/blue/**
Query	请求参数必须包含指定参数	- Query=name, Jack或者- Query=name
RemoteAddr	请求者的ip必须是指定范围	- RemoteAddr=192.168.1.1/24
Weight	权重处理

我们只需要了解Path这种路由工程就可以了。

6.3 过滤器工厂

GatewayFilter是网关中提供的一种过滤器，可以对进入网关的请求和微服务返回的响应做处理：

在这里插入图片描述

路由过滤器的种类

Spring提供了31种不同的路由过滤器工厂。例如：

名称	说明
AddRequestHeader	给当前请求添加一个请求头
RemoveRequestHeader	移除请求中的一个请求头
AddResponseHeader	给响应结果中添加一个响应头
RemoveResponseHeader	从响应结果中移除有一个响应头
RequestRateLimiter	限制请求的流量

配置路由过滤器

下面我们以AddRequestHeader 为例来讲解。

需求：给所有进入userservice的请求添加一个请求头：Truth=itcast is freaking awesome!

只需要修改gateway服务的application.yml文件，添加路由过滤即可：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: user-service 
        uri: lb://userservice 
        predicates: 
        - Path=/user/** 
        filters: # 过滤器
        - AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome! # 添加请求头

当前过滤器写在userservice路由下，因此仅仅对访问userservice的请求有效。

默认过滤器

如果要对所有的路由都生效，则可以将过滤器工厂写到default下。格式如下：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: user-service 
        uri: lb://userservice 
        predicates: 
        - Path=/user/**
      default-filters: # 默认过滤项
      - AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome!

过滤器的作用是什么？

对路由的请求或响应做加工处理，比如添加请求头
配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效

defaultFilters的作用是什么？

对所有路由都生效的过滤器

6.4 全局过滤器

作用

全局过滤器的作用也是处理一切进入网关的请求和微服务响应，与GatewayFilter的作用一样。区别在于GatewayFilter通过配置定义，处理逻辑是固定的；而GlobalFilter的逻辑需要自己写代码实现。

定义方式是实现GlobalFilter接口。

public interface GlobalFilter {
    /**
     *  处理当前请求，有必要的话通过{@link GatewayFilterChain}将请求交给下一个过滤器处理
     *
     * @param exchange 请求上下文，里面可以获取Request、Response等信息
     * @param chain 用来把请求委托给下一个过滤器 
     * @return {@code Mono<Void>} 返回标示当前过滤器业务结束
     */
    Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}

自定义全局过滤器

需求：定义全局过滤器，拦截请求，判断请求的参数是否满足下面条件：

参数中是否有authorization，
authorization参数值是否为admin

如果同时满足则放行，否则拦截

实现：

在gateway中定义一个过滤器：

import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;

@Order(-1)
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 1.获取请求参数
        MultiValueMap<String, String> params = exchange.getRequest().getQueryParams();
        // 2.获取authorization参数
        String auth = params.getFirst("authorization");
        // 3.校验
        if ("admin".equals(auth)) {
            // 放行
            return chain.filter(exchange);
        }
        // 4.拦截
        // 4.1.禁止访问，设置状态码
        exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.FORBIDDEN);
        // 4.2.结束处理
        return exchange.getResponse().setComplete();
    }
}

过滤器执行顺序

请求进入网关会碰到三类过滤器：当前路由的过滤器、DefaultFilter、GlobalFilter

请求路由后，会将当前路由过滤器和DefaultFilter、GlobalFilter，合并到一个过滤器链（集合）中，排序后依次执行每个过滤器：

在这里插入图片描述

排序的规则是什么呢？

每一个过滤器都必须指定一个int类型的order值，order值越小，优先级越高，执行顺序越靠前。
GlobalFilter通过实现Ordered接口，或者添加@Order注解来指定order值，由我们自己指定
路由过滤器和defaultFilter的order由Spring指定，默认是按照声明顺序从1递增。
当过滤器的order值一样时，会按照 defaultFilter > 路由过滤器 > GlobalFilter的顺序执行。

我们可以通过查看源码来进行过滤器执行顺序的分析：

    // org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionRouteLocator#getFilters
    private List<GatewayFilter> getFilters(RouteDefinition routeDefinition) {
        List<GatewayFilter> filters = new ArrayList();
        // 先加载defaultFilter过滤器
        if (!this.gatewayProperties.getDefaultFilters().isEmpty()) {
            filters.addAll(this.loadGatewayFilters("defaultFilters", new ArrayList(this.gatewayProperties.getDefaultFilters())));
        }
		// 再加载方法传入的过滤器
        if (!routeDefinition.getFilters().isEmpty()) {
            filters.addAll(this.loadGatewayFilters(routeDefinition.getId(), new ArrayList(routeDefinition.getFilters())));
        }
		// 根据order排序
        AnnotationAwareOrderComparator.sort(filters);
        return filters;
    }

   	// org.springframework.cloud.gateway.handler.FilteringWebHandler#handle
	public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange) {
        Route route = (Route)exchange.getRequiredAttribute(ServerWebExchangeUtils.GATEWAY_ROUTE_ATTR);
        List<GatewayFilter> gatewayFilters = route.getFilters();
        // 加载全局过滤器，合并
        List<GatewayFilter> combined = new ArrayList(this.globalFilters);
        combined.addAll(gatewayFilters);
        // 根据order排序
        AnnotationAwareOrderComparator.sort(combined);
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Sorted gatewayFilterFactories: " + combined);
        }

        return (new DefaultGatewayFilterChain(combined)).filter(exchange);
    }

6.5 跨域问题

什么是跨域问题

跨域：域名不一致就是跨域，主要包括：

域名不同： www.taobao.com 和 www.taobao.org 和 www.jd.com 和 miaosha.jd.com
域名相同，端口不同：localhost:8080和localhost8081

跨域问题：浏览器禁止请求的发起者与服务端发生跨域ajax请求，请求被浏览器拦截的问题

解决方案：CORS。

解决跨域问题

在gateway服务的application.yml文件中，添加下面的配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      # 。。。
      globalcors: # 全局的跨域处理
        add-to-simple-url-handler-mapping: true # 解决options请求被拦截问题
        corsConfigurations:
          '[/**]':
            allowedOrigins: # 允许哪些网站的跨域请求 
              - "http://localhost:8090"
            allowedMethods: # 允许的跨域ajax的请求方式
              - "GET"
              - "POST"
              - "DELETE"
              - "PUT"
              - "OPTIONS"
            allowedHeaders: "*" # 允许在请求中携带的头信息
            allowCredentials: true # 是否允许携带cookie
            maxAge: 360000 # 这次跨域检测的有效期

6.6 限流过滤器

限流：对应用服务器的请求做限制，避免因过多请求而导致服务器过载甚至宕机。

限流算法常见的包括以下几种：

计数器算法，又包括窗口计数器算法、滑动窗口计数器算法
漏桶算法(Leaky Bucket)
令牌桶算法（Token Bucket）

计数器算法

固定窗口计数器算法概念如下：

将时间划分为多个窗口：

在每个窗口内每有一次请求就将计数器加一，当时间到达下一个窗口时，计数器重置。
如果计数器超过了限制数量，则本窗口内所有的请求都被丢弃。

在这里插入图片描述

漏桶算法

漏桶算法说明：

将每个请求视作"水滴"放入"漏桶"进行存储；
"漏桶"以固定速率向外"漏"出请求来执行，如果"漏桶"空了则停止"漏水”；
如果"漏桶"满了则多余的"水滴"会被直接丢弃。

在这里插入图片描述

令牌桶算法

漏桶算法说明：

以固定的速率生成令牌，存入令牌桶中，如果令牌桶满了以后，多余令牌丢弃
请求进入后，必须先尝试从桶中获取令牌，获取到令牌后才可以被处理
如果令牌桶中没有令牌，则请求等待或丢弃

在这里插入图片描述

写在最后

这里是SpringCloud以及相关中间件的使用，是接触微服务的入门教程，之后还会分享更为详细以及深入的知识，敬请期待！

文章来源:https://blog.csdn.net/qq_52805594/article/details/135540241
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SpringCloud使用篇

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