運維工程師淺談微服務springboot2.0的架構

現在微服務方興未艾，從面試一些JAVA開發到做項目到上線的落地，說得比較多的就是微服務，今天就談一下關於現有的微服務框架springboot，從側面瞭解一下微服務器的構架與運行原理：

一、知識點了解：

gradle教程，可以進行單元測試，打包，遠程發佈一個工具:

https://www.w3cschool.cn/gradle/6qo51htq.html

springboot，獲取現有的框架結構：

https://start.spring.io/

maven國內加速源：

http://maven.aliyun.com/mvn/view

http://www.mvnjar.com/

二、springboot架構：

Eureka/Consul/Zookeeper：服務發現，服務註冊
Hystrix：斷路器，加載保護
Zuul：智能路由，網關
Ribbon/Feign：客戶端負載均衡
Turbine&hystrix-dashboard：集羣監控
Springcloud-config：配置中心，遠程獲取配置文件，支持熱加載

zipkin：全鏈路跟蹤

三、搭建微服務

1、搭建eureka-server服務sc-eureka-server

eureka-server作爲服務發現的核心，第一個搭建，後面的服務都要註冊到eureka-server上，意思是告訴eureka-server自己的服務地址是啥。當然還可以用zookeeper或者springconsul。

1.修改build.gradle文件

如果是maven項目請對應的修改pom.xml

//加入阿里的私服倉庫地址
maven { url "http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/" }

以下依賴可以從https://start.spring.io/選擇時，打包下載即可

//加入依賴  
compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-netflix-eureka-server')
//加入security，是因爲訪問eureka-server需要用戶名和密碼訪問，爲了安全
compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-security')

支持遠程發佈，gradle uploadArchives,以下爲發佈到本地：

- 2.修改 application.yml，建議用yml（位於src\main\resources）。

server:
  port: 8761
eureka:
  datacenter: trmap
  environment: product
  server:
      # 關閉自我保護
      enable-self-preservation: false
      # 清理服務器
      eviction-interval-timer-in-ms: 5000
  client:
    healthcheck:
      enabled: true
    service-url:
      defaultZone: http://root:booszy@localhost:8761/eureka/
    register-with-eureka: false
    fetch-registry: false
spring:
  security:
    basic:
      enabled: true
    user:
      name: root
      password: booszy

3.修改程序的主類，建議修改類名，要加如eureka的 @EnableEurekaServer 註解，然後運行main方法。

@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class Sb2scEurekaApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Sb2scEurekaApplication.class, args);
    }
}

http://localhost:8761/ 這個是eureka-server的頁面地址，密碼在yml配置文件中，到這裏，說明eureka-server搭建好了，簡單吧，這一步一定要成功，否則後面的就不能繼續進行下去了，後邊基本類似。

2、搭建config-server服務sc-config-server

springcloud-config-server是用來將遠程git倉庫的配置文件動態拉下來，這樣配置文件就可以動態的維護了。當然也可以選擇本地倉庫。

新建一個springboot項目，修改maven私服地址，並加入一下依賴。

1.修改build.gradle文件

2.修改application.yml文件

server:
  port: 8800
spring:
  security:
    basic:
      enabled: true
    user:
      name: root
      password: booszy
  application:
    name: sc-config-server
  cloud:
    config:
      server:
        git:
          uri: https://git.coding.net/yirenyishi/springcloud-config-profile
          searchPaths: '{application}'
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://root:booszy@localhost:8761/eureka/
  instance:
    prefer-ip-address: true
    instance-id: ${spring.application.name}:${spring.application.instance_id:${server.port}}
    appname: sc-config-server

3.修改啓動類

修改啓動類，要加入這三個註解，因爲要註冊到eureka-server上，所以需要@EnableDiscoveryClient這個註解

@EnableConfigServer
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class Sb2scConfigApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Sb2scConfigApplication.class, args);
    }
}

後運行啓動springboot項目，等啓動成功後訪問eureka的頁面，會發現sc-config-server已經註冊到上面了，如果啓動報錯，請檢查錯誤信息。

3、搭建服務提供者服務sc-provider

編寫一個服務提供者，爲下邊的消費者提供服務，用到了spring-webflux(spring新出的非阻塞式框架)不是springmvc，當然你們公司用什麼你還是繼續用什麼。

注意：這裏除了application.xml,還需要一個bootstrap.yml, 因爲bootstrap.yml得加載順序是在application.xml前邊,服務註冊和config配置必須放到bootstrap.yml。

修改build.gradle文件

增加一個jcenter下會有junit的包

2.編寫配置文件bootstrap.yml

* 注意：這裏除了application.xml,還需要一個bootstrap.yml

application.xml我是放到遠程倉庫地址的，大家可以直接到我的遠程倉庫，根據項目名（sc-provider-config）查詢。配置文件的倉庫地址：點擊訪問。

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://root:booszy@localhost:8761/eureka/
  instance:
    prefer-ip-address: true
    instance-id: ${spring.application.name}:${spring.application.instance_id:${server.port}}
    appname: sc-provider

spring:
  application:
    name: sc-provider
  cloud:
    config:
      discovery:
        enabled: true
        service-id: sc-config-server
      fail-fast: true
      username: root
      password: booszy
      profile: csdn

3.編寫代碼

編寫主類

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class Sb2scProviderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Sb2scProviderApplication.class, args);
    }
}

新建IndexController進行測試，這裏只是爲了測試，案例代碼使用的是webflux，如果想使用springmvc，修改jar包依賴即可。

@RestController
@RequestMapping("test")
public class IndexController {
    //返回一個實體
    @GetMapping("{msg}")
    public Mono<String> sayHelloWorld(@PathVariable("msg") String msg) {
        System.out.println("come on " + msg);
        return Mono.just("sc-provider receive : " +msg);
    }
    //返回一個列表
    @GetMapping("list")
    public Flux<Integer> list() {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(8);
        list.add(22);
        list.add(75);
        list.add(93);
        Flux<Integer> userFlux = Flux.fromIterable(list);
        return userFlux;
    }
}

運行springboot項目,去eureka-server查看，有沒有註冊上。

我們的sc-provider已經註冊到eureka上了，訪問接口，成功。

4、搭建消費者服務sc-consumer

消費者要訪問服務提供者的服務，這裏用的是通過RestTemplate/feign請求resetful接口，使用ribbon做客戶端負載均衡，hystrix做錯誤處理，feign和ribbon二選一,案例中ribbon和feign都有，也可以都用。
還是熟悉的配方，熟悉的味道，新建springboot項目，添加項目依賴。

1.修改build.gradle文件

compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-netflix-eureka-client')
compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-config')
compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-webflux')
compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-actuator')
compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-openfeign')
compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-netflix-hystrix')

2.修改bootstrap.yml文件

application.yml 在git倉庫，請前往git倉庫查看。

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://root:booszy@localhost:8761/eureka/
  instance:
    prefer-ip-address: true
    instance-id: ${spring.application.name}:${spring.application.instance_id:${server.port}}
    appname: sc-consumer

spring:
  application:
    name: sc-consumer
  cloud:
    config:
      discovery:
        enabled: true
        service-id: sc-config-server
      fail-fast: true
      username: root
      password: booszy
      profile: csdn
#新版配置，否則後面dashboard無法找到hystrix.stream
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'

3.編寫代碼

啓動類代碼

@RibbonClient 指定服務使用的負載均衡類型，name不指定服務則爲所有的服務打開負載均衡，也可以在用yml中進行配置。
@EnableHystrix 是支持hystrix打開斷路器，在規定時間內失敗參數超過一定參數，就會打開斷路器，不會發起請求，而是直接進入到錯誤處理方法。

@EnableDiscoveryClient
@EnableFeignClients
@EnableCircuitBreaker
@EnableHystrix
@SpringBootApplication
public class Sb2scConsumerApplication {
    // ribbon需要配置，負載均衡
    @Autowired
    private RestTemplateBuilder builder;

    // ribbon需要配置，負載均衡
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return builder.build();
    }
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Sb2scConsumerApplication.class, args);
    }
}

1.ribbon案例

ribbon不需要單獨依賴，新建 RibbonController
ribbon一個坑，不能接受List類型，要使用數組接收。
@HystrixCommand(fallbackMethod=”fallbackMethod”)
如果請求失敗，會進入fallbackMethod這個方法，fallbackMethod這個方法要求參數和返回值與回調他的方法保持一致。

@RestController
public class RibbonController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Autowired
    private LoadBalancerClient loadBalancerClient;

    @GetMapping("/ribbon/{wd}")
    @HystrixCommand(fallbackMethod="fallbackMethod")
    public Mono<String> sayHelloWorld(@PathVariable("wd") String parm) {
        String res = this.restTemplate.getForObject("http://sc-provider/test/" + parm, String.class);
        return Mono.just(res);
    }

    public Mono<String> fallbackMethod(@PathVariable("wd") String parm) {
        return Mono.just("fallback");
    }

運行springboot項目，先看有沒有註冊到eureka-server上。

註冊成功後，訪問接口，測試是否正確。

ribbon使用就是這麼簡單，ribbon是springboot自帶，所以不需要單獨添加依賴。

2.feign案例

在實際開發中，feign使用的還是挺多的，feign底層還是使用了ribbon。廢話不多說，直接上步驟，在服務消費者中使用feign訪問服務提供者。

1配置文件

ribbon:
  ReadTimeout:  30000
  ConnectTimeout:  15000
hystrix:
  command:
    default:
      execution:
        isolation:
          thread:
            timeoutInMilliseconds: 10000

feign的默認請求超時時間是1s，所以經常會出現超時的問題，這裏我設置的是10s，因爲我的數據庫服務器在美國，所以有時候請求會比較慢。ribbon的請求時間也要設置，因爲feign用的是ribbon。這裏貼的是application.yml文件中的一小段

2 編碼

1、主類註解

@EnableFeignClients
@EnableCircuitBreaker
@EnableHystrix

這三個都要，hystrix主要作用是斷路器，會進如fein的fallback中。主類代碼在上面已經貼出來了

2、編寫feign接口，MFeignClient.class

name是指要請求的服務名稱。這裏請求的是服務提供者
fallback 是指請求失敗，進入斷路器的類，和使用ribbon是一樣的。
configuration 是feign的一些配置，例如編碼器等。

@FeignClient(name = "sc-provider",fallback = MFeignClientFallback.class, configuration = MFeignConfig.class)
public interface MFeignClient {
    // 這是被請求微服務的地址，也就是provider的地址
    @GetMapping(value = "/test/{msg}")
    String sayHelloWorld(@PathVariable("msg") String msg);

    @GetMapping(value = "/test/list")
    List<Integer> list();

    @GetMapping(value = "/test/list")
    Integer[] array();
}

3 MFeignConfig.class feign的配置

這裏配置了feign的打印日誌等級

@Configuration
public class MFeignConfig {
    @Bean
    Logger.Level feignLoggerLevel() {
        return Logger.Level.FULL;
    }
}

4 MFeignClientFallback.class ，斷路器回調方法

斷路器要實現上邊定義的MFeignClient接口，請求失敗，進入斷路器時，會回調這裏的方法。

@Component
public class MFeignClientFallback implements MFeignClient{
    @Override
    public String sayHelloWorld(String msg) {
        return "fallback";
    }

    @Override
    public List<Integer> list() {
        return new ArrayList<>();
    }

    @Override
    public Integer[] array() {
        return new Integer[0];
    }
}

5 在controller中使用feign

@RestController
public class FeignController {

    @Autowired
    private MFeignClient feignClient;

    @GetMapping("/feign/{wd}")
    public Mono<String> sayHelloWorld(@PathVariable("wd") String parm) {
        String result = feignClient.sayHelloWorld(parm);
        return Mono.just(result);
    }

    @GetMapping("/feign/list")
    public Flux<Integer> list() {
        List<Integer> list = feignClient.list();
        Flux<Integer> userFlux = Flux.fromIterable(list);
        return userFlux;
    }

    @GetMapping("/feign/array")
    public Flux<Integer> array() {
        Integer[] arrays = feignClient.array();
        Flux<Integer> userFlux = Flux.fromArray(arrays);
        return userFlux;
    }
}

5、用zuul做路由轉發和負載均衡

這些微服務都是隱藏在後端的，用戶是看不到，或者不是直接接觸，可以用nginx或者zuul進行路由轉發和負載均衡，zuul負載均衡默認用的是ribbon。

1.修改build.gradle文件

    compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-netflix-eureka-client')
    compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-config')
    compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-netflix-zuul')
    compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-actuator')

2.修改bootstrap.yml

還是原來的配方，application.yml在git倉庫

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://root:booszy@localhost:8761/eureka/
  instance:
    prefer-ip-address: true
    instance-id: ${spring.application.name}:${spring.application.instance_id:${server.port}}
    appname: sc-zuul

spring:
  application:
    name: sc-zuul
  cloud:
    config:
      discovery:
        enabled: true
        service-id: sc-config-server
      fail-fast: true
      username: root
      password: booszy
      profile: csdn

3.啓動類

@RefreshScope這個註解是當application.yml配置文件發生變化的時候，不需要手動的進行重啓，調用localhost:8400/refresh,就會加載新的配置文件，當然正在訪問的客戶並不影響還是使用舊的配置文件，因爲不是重啓，後來的用戶會使用新的配置文件。注意這塊的刷新要用post請求。

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
@EnableZuulProxy
@RefreshScope
public class Sb2scZuulApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Sb2scZuulApplication.class, args);
    }
}

啓動springboot項目，訪問eureka-server

這時候，我們就要通過zuul訪問微服務了，而不是直接去訪問微服務。
應該訪問地址http://localhost:8400/sc-consumer/feign/list，這塊你要換成你的zuul地址。

但是有些人就會說，這樣以後用戶請求會不會太長，比較反感，所以可以通過配置進行修改訪問地址。

zuul:
  routes:
    springcloud-consumer-config: /consumer/**
    springcloud-provider-config: /provider/**

在application.yml中加入這樣一段配置，其實就是nginx中的反向代理，使用一下簡短的可以代理這個微服務。這個時候我們就可以這樣去訪問了http://localhost:8400/consumer/feign/list，是不是簡短了很多

6、用hystrix-turbine-dashboard 做集羣監控

項目在生產環境中，每個服務的訪問量都不通，有些服務的訪問量比較大，有時候有些服務掛了，不能繼續服務，需要重啓的時候，我們並不知道，所以這時候就需要使用hystrix-turbine-dashboard做一個監控，監控所有的微服務，可以看到這個接口實時訪問量，和健康狀況。
新建一個springboot項目，老套路，加入如下依賴

1 添加依賴

compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-netflix-eureka-client')
compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-actuator')
compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-netflix-hystrix')
compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard')
compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-netflix-turbine')

2 修改application.yml配置文件
注意：是application.yml，這裏不需要bootstrap.yml

server:
  port: 8900
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://root:booszy@localhost:8761/eureka/
  instance:
    prefer-ip-address: true
    instance-id: ${spring.application.name}:${spring.application.instance_id:${server.port}}
    appname: sc-dashboard
turbine:
  aggregator:
    clusterConfig: default
  appConfig: sc-consumer
  clusterNameExpression: "'default'"
spring:
  application:
    name: sc-dashboard
#management:
#  endpoints:
#    web:
#      exposure:
#        include: '*'

appConfig 後面是要檢測的註冊在eureka上的服務名，必須要有

3 修改主類

@EnableTurbine ，@EnableHystrixDashboard 一個都不能少

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
@EnableTurbine
@EnableHystrixDashboard
public class Sb2scDashboardApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Sb2scDashboardApplication.class, args);
    }
}

4 訪問測試

這塊的端口是8900，訪問地址http://localhost:8900/hystrix，看到的是下面的頁面。

然後在那個網址的輸入框裏輸網址http://localhost:8900/turbine.stream，點擊monitor stream。剛打開的時候可能是空的，什麼也沒有，這並不表示你已經錯了。這時候你訪問消費者服務的接口，例如訪問http://localhost:8400/consumer/feign/list，多訪問幾次，然後看控制檯有沒有出現一個監控面板，沒有就等會刷新一次，如果一直不出現，應該是配置有問題。

7、使用sleuth+zipkin 實現鏈路追蹤服務

在使用微服務的時候，我們發現，有時候排錯不好排查，所以就給大家整個這個鏈路追蹤，很方便知道是哪一個服務調用哪一個服務出現了問題。因爲有些項目可能服務比較多。

1 添加依賴

新建一個springboot項目
雖然其他服務調用zipkin不是從eureka上動態過去服務地址，而是硬編碼，但是這塊還是考慮吧zipkin註冊到eureka上。

如果提示log4j有衝突，要排除依賴

configurations {
    compile.exclude module: 'log4j'
    compile.exclude module: 'slf4j-log4j12'
    compile.exclude module: 'spring-boot-starter-logging'
}

2 修改application配置文件

server:
  port: 9411
spring:
  application:
    name: sc-sc-zipkin
  profiles:
    active: csdn
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://root:booszy@localhost:8761/eureka/
  instance:
    prefer-ip-address: true
    instance-id: ${spring.application.name}:${spring.application.instance_id:${server.port}}
    appname: sc-zipkin
management:
  metrics:
    web:
      server:
        auto-time-requests: false

3 主類註解添加

@EnableZipkinServer 主要是這個註解
啓動服務後訪問http://localhost:9411,就可以打開zipkin的控制檯頁面，這時候應該是什麼都沒有

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
@EnableZipkinServer
public class Sb2scZipkinApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Sb2scZipkinApplication.class, args);
    }
}

4 其他服務中調用

這裏我們在消費者服務和提供者服務裏都加入如下依賴

compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-sleuth')
compile('org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-zipkin')

然後修改配置文件，bootstrap.yml、
這塊zipkin的地址是硬編碼的，目前還沒發現怎麼從服務註冊中心eureka上動態獲取，以後有解決方案，會更新帖子
sleuth這個是配置提取率，可以配置也可以不配置

spring:
  zipkin:
    base-url: http://localhost:9411
  sleuth:
    sampler:
      percentage: 1.0

啓動服務，然後訪問消費者服務的接口，這時候訪問zipkin的控制檯http://localhost:9411

點擊依賴分析，可以看到調用服務鏈，因爲這塊只涉及到兩個服務，所以只有兩個，在實際生產環境中，這塊可能有很多，到時候看起來就特別直觀了。

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