微服務(wù)學(xué)習(xí)筆記

1、微服務(wù)學(xué)習(xí)筆記和SpringCloud學(xué)習(xí)筆記簡介：微服務(wù)架構(gòu)風(fēng)格是一種將一個單一應(yīng)用程序開發(fā)為一小組小型服務(wù)的方法，每個服務(wù)運(yùn)行在自己的進(jìn)程中，服務(wù)間通信采用輕量級通信機(jī)制(通常用http資源API)。這些服務(wù)圍繞業(yè)務(wù)能力構(gòu)建并且可通過全自動部署機(jī)制獨(dú)立部署。這些服務(wù)共用一個最小型的集中式的管理，服務(wù)可用不同的語言開發(fā)，使用不同的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。微服務(wù)在一定程度上是為了解決伸縮性問題、運(yùn)行效率問題和開發(fā)效率問題應(yīng)運(yùn)而生的。微服務(wù)的基本原理：讓一個小型應(yīng)用專注的做好一件事情。一個微服務(wù)就是一個小型應(yīng)用，方便替換，可以獨(dú)立開發(fā)和部署。微服務(wù)無法單獨(dú)存在，所以不會出現(xiàn)微服務(wù)孤島。微服務(wù)是大型系統(tǒng)的組

2、成為部分，他們與其他微服務(wù)一起工作，完成原先要在一個大型應(yīng)用里才能完成的事情。微服務(wù)的目標(biāo)：是要創(chuàng)建一組具備自治能力匯和自包含能力的獨(dú)立應(yīng)用。他們各自負(fù)責(zé)提供某一方面的功能。微服務(wù)架構(gòu)：微服務(wù)架構(gòu)每個微服務(wù)包含三個組件：一個前端，一個處理復(fù)雜邏輯的后端和一個存儲或讀取相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲引擎。這里所說的前端，是一套包含了固定端點(diǎn)的API,微服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)微服務(wù)并不是孤立存在的他們存在于一個環(huán)境里面，在一個設(shè)計良好的微服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)里，微服務(wù)與基礎(chǔ)設(shè)施之間是分離的。微服務(wù)與硬件、網(wǎng)絡(luò)、構(gòu)建和部署管道、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡都是分離的。他們都是微服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分。微服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)可以分為四層：第1層

3、：硬件層主要包含：物理服務(wù)器數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)資源隔離和資源抽象配置管理主機(jī)級別的監(jiān)控主機(jī)級別的日志第2層：通信層一般包含網(wǎng)絡(luò)/DNS/RPC和API端點(diǎn)，服務(wù)發(fā)現(xiàn)，服務(wù)注冊以及負(fù)載均衡RPC端點(diǎn)和消息傳遞、微服務(wù)通過遠(yuǎn)程過程調(diào)用RPC或消息傳送與其他微服務(wù)進(jìn)行交互，這些調(diào)用通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到其他微服務(wù)的API端點(diǎn)。主要包含：網(wǎng)絡(luò)DNS遠(yuǎn)程過程調(diào)用端點(diǎn)消息傳遞服務(wù)發(fā)現(xiàn)服務(wù)注冊負(fù)載均衡第3層：應(yīng)用平臺層主要包含：內(nèi)部自助開發(fā)工具開發(fā)環(huán)境測試、構(gòu)建、打包和發(fā)布工具部署管道微服務(wù)級別的日志微服務(wù)級別的監(jiān)控第4層：微服務(wù)層頂層主要內(nèi)容：微服務(wù)，微服務(wù)相關(guān)配置特性：1. 每個服務(wù)可以獨(dú)立運(yùn)行在自己的進(jìn)程里。2.

4、 一系列獨(dú)立運(yùn)行的微服務(wù)共同構(gòu)建起整個系統(tǒng)3. 每個服務(wù)為獨(dú)立的業(yè)務(wù)開發(fā)，一個微服務(wù)只關(guān)注某個特定的功能，4. 微服務(wù)之間通過一些輕量的通信機(jī)制進(jìn)行通信。5. 全自動部署機(jī)制。微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：1. 易于開發(fā)維護(hù)：一個微服務(wù)只會關(guān)注一個特定的業(yè)務(wù)功能，所以業(yè)務(wù)清晰，代碼量較少。2. 單個微服務(wù)啟動較快：單個微服務(wù)代碼量較少，所以啟動比較快。3. 技術(shù)棧不受限：4. 按需伸縮：可根據(jù)需求，實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的擴(kuò)展。微服務(wù)架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)1. 運(yùn)維要求較高：更多的服務(wù)意味著更多的運(yùn)維投入。在單體架構(gòu)中，只需要保證一個應(yīng)用的正常運(yùn)行，而在微服務(wù)中，需要保證幾十甚至幾百個服務(wù)的正常運(yùn)行與協(xié)調(diào)。2. 分布式固有的

5、復(fù)雜性：使用微服務(wù)架構(gòu)的是分布式系統(tǒng)。對于一個分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)容錯，網(wǎng)絡(luò)延遲，分布式事務(wù)等都會帶來巨大的挑戰(zhàn)。3. 接口調(diào)整成本高：微服務(wù)之間通過接口進(jìn)行通信。如果修改某一個微服務(wù)的API，可能所有使用了該接口的微服務(wù)都需要做調(diào)整。4. 重復(fù)勞動：很多服務(wù)可能都會使用到相同的功能，而這個功能并沒有達(dá)到分解為一個微服務(wù)的程度，這個時候，可能各個服務(wù)都會開發(fā)這一功能，從而導(dǎo)致代碼重復(fù)。盡管可以使用共享庫來解決這個問題，但共享庫在多個語言環(huán)境下就不一定行的通了。微服務(wù)的設(shè)計原則1. 單一職責(zé)原則：一個單元(類，方法或者服務(wù)等)只應(yīng)關(guān)注整個系統(tǒng)功能中單獨(dú)、有界限的一部分。單一職責(zé)原則是SOLID原則之

6、一。2. 服務(wù)自治原則：服務(wù)自治是指單個微服務(wù)應(yīng)該具備獨(dú)立的業(yè)務(wù)功能、依賴與運(yùn)行環(huán)境。在微服務(wù)架構(gòu)中，服務(wù)是獨(dú)立的業(yè)務(wù)單元，應(yīng)該與其他服務(wù)高度解耦。每個服務(wù)從開發(fā)、測試。構(gòu)建、部署、都應(yīng)當(dāng)可以獨(dú)立運(yùn)行，而不應(yīng)該依賴其他的服務(wù)。3. 輕量級通信機(jī)制：通過輕量級的通信機(jī)制進(jìn)行交互。輕量級的通信機(jī)制應(yīng)具備兩點(diǎn)：首先是他是體量較輕；其次是他應(yīng)該跨語言。例如REST協(xié)議；而例如java的RMI則協(xié)議就不大符合輕量級通信機(jī)制的要求，因?yàn)樗壎薺ava語言。微服務(wù)架構(gòu)中常用的協(xié)議有REST，AMQP，STOMP，MQTT等。4. 微服務(wù)粒度：微服務(wù)的粒度是難點(diǎn)，也常常是爭論的焦點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)使用合理的粒度劃分微

7、服務(wù)。技術(shù)選型：性對于單體應(yīng)用的交付，微服務(wù)應(yīng)用的交付要復(fù)雜很多，不僅需要開發(fā)框架的支持，還需要一些自動化部署工具，以及IaaS，PaaS或Caas的支持。開發(fā)框架的選擇：可使用Spring Cloud作為微服務(wù)開發(fā)框架。為微服務(wù)架構(gòu)提供了完整的解決方案。運(yùn)行平臺：微服務(wù)并不綁定運(yùn)行平臺，將微服務(wù)部署在PC Server，或者阿里云，AWS等云計算平臺都是可以的。簡介：Spring Cloud是在Spring Boot基礎(chǔ)上構(gòu)建的，用于快速構(gòu)建分布式系統(tǒng)的通用模式的工具集。使用Spring Cloud開發(fā)的應(yīng)用程序非常適合在Docker或者PaaS上部署，所以又叫做云原生應(yīng)用。云原生可簡單理解

8、為面向云環(huán)境的軟件架構(gòu)。Spring Cloud有以下特點(diǎn)：1. 約定優(yōu)于配置。2. 適用于各種環(huán)境。開發(fā)，部署在PC Server或者各種云環(huán)境3. 隱藏了組件的復(fù)雜性，并提供申明式，無xml的配置方式。4. 開箱即用，快速啟動5. 輕量級的組件。Spring Cloud整個的組件大多比較輕量。6. 組件豐富，功能齊全。7. 選型中立，豐富。例如Spring Cloud支持使用Eureka，zookeeper或者Consul實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)。8. 靈活：Spring Cloud的組件部分是解耦的，開噶人員可按需靈活挑戰(zhàn)技術(shù)選型。項(xiàng)目整合Spring Boot ActuatorSpring Boo

9、t Actuator提供了很多監(jiān)控端點(diǎn)?？墒褂胔ttp:/ip:port/endpoint的形式訪問這些端點(diǎn)，從而了解應(yīng)用程序的運(yùn)行狀況。常用端點(diǎn)及描述端點(diǎn)描述HTTP方法autoconfig顯示自動配置的信息GETbeans顯示應(yīng)用程序上下文所有的Spring beanGETconfigprops顯示所有ConfigurationProperties的配置屬性列表GETdump顯示線程活動的快照GETenv顯示應(yīng)用的環(huán)境變量GEThealth顯示應(yīng)用程度的健康指標(biāo)，這些指標(biāo)由HealthIndicator的實(shí)現(xiàn)類提供GETinfo顯示應(yīng)用的消息，可使用info.*屬性自定義info端點(diǎn)公開的

10、數(shù)據(jù)GETmappings顯示所有的URL路徑GETmetrics顯示應(yīng)用的度量標(biāo)準(zhǔn)信息GETshutdown關(guān)閉應(yīng)用(默認(rèn)情況下不啟用，如需啟用，需設(shè)置endpoints.shutdown.enable=true)POSTtrace顯示跟蹤信息(默認(rèn)情況下為最近100個HTTP請求)GETMaven配置：org.springframework.bootspring-boot-starter-actuator微服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)簡介：硬編碼提供者地址的方式有不少問題，要解決這些問題，服務(wù)消費(fèi)者需要一個強(qiáng)大的服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制，服務(wù)消費(fèi)者使用這種機(jī)制獲取服務(wù)提供者的網(wǎng)絡(luò)信息。不僅如此，即使服務(wù)提供者的信息

11、發(fā)生變化，服務(wù)消費(fèi)者也無須修改配置文件。服務(wù)提供者，服務(wù)消費(fèi)者，服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件者三者之間的關(guān)系各個微服務(wù)在啟動時，將自己的網(wǎng)絡(luò)地址等信息注冊到服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件中，服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件會存儲這些信息。服務(wù)消費(fèi)者可以從服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件查詢服務(wù)提供者的網(wǎng)絡(luò)地址，并使用該地址調(diào)用服務(wù)提供者的接口。各個微服務(wù)與服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件使用一定機(jī)制(例如心跳)通信。服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件如長時間無法與某微服務(wù)實(shí)例通信，就會注銷該實(shí)例。微服務(wù)網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)生變更(例如實(shí)例增減或者IP端口發(fā)生變化等)時，會重新注冊到服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件。使用這種方式，服務(wù)消費(fèi)者就無須人工修改提供者的網(wǎng)絡(luò)地址了。綜上，服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件應(yīng)具備以下功能1. 服務(wù)注冊表：是服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件的

12、核心，它用來記錄各個微服務(wù)的信息，例如微服務(wù)的名稱，IP，端口等。服務(wù)注冊表提供API和管理API，查詢API用于查詢可用的微服務(wù)實(shí)例，管理API用于服務(wù)的注冊和注銷。2. 服務(wù)注冊于服務(wù)發(fā)現(xiàn)：服務(wù)注冊是指微服務(wù)在啟動時，將自己的信息注冊到服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件上的過程。服務(wù)發(fā)現(xiàn)是指查詢可用微服務(wù)列表及其網(wǎng)絡(luò)地址的機(jī)制。3. 服務(wù)檢查：服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件使用一定機(jī)制定時監(jiān)測已注冊的服務(wù)，如發(fā)現(xiàn)某實(shí)例長時間無法訪問，就會從注冊表中移除該實(shí)例。Spring Cloud提供了多種服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件的支持，例如：Eureka，Consul和Zookeeper等。服務(wù)發(fā)現(xiàn)的方式可細(xì)分為服務(wù)器端發(fā)現(xiàn)和客戶端發(fā)現(xiàn)，原理相同。Eu

13、reka簡介Eureka是Netflix開源的服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件，本身是一個基于REST的服務(wù)。它包含Server和Client兩部分。Spring Cloud將它集成在子項(xiàng)目Spring Cloud Netflix中，從而實(shí)現(xiàn)微服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)。Eureka原理Eureka的工作原理，Eureka 組件分為兩部分：Eureka server和Eureka client。而客戶端又分為Application Service 客戶端和Application Client 客戶端兩種。Eureka 的工作機(jī)制每個 region 都有自己的 Eureka 服務(wù)器集群，每個 zone 至少要有一個 Eure

14、ka 服務(wù)器以應(yīng)對 zone 癱瘓。概述名詞解釋1. Renew:我的理解是續(xù)約，為什么叫續(xù)約呢？Renew（服務(wù)續(xù)約）操作由Service Provider定期調(diào)用，類似于heartbeat。目的是隔一段時間Service Provider調(diào)用接口，告訴Eureka Server它還活著沒掛，不要把它踢掉。通俗的說就是它們兩之間的心跳檢測，避免服務(wù)提供者被剔除掉。2. Cancel（服務(wù)下線）一般在Service Provider掛了或shut down的時候調(diào)用，用來把自身的服務(wù)從Eureka Server中刪除，以防客戶端調(diào)用到不存在的服務(wù)。3. Fetch Registries(獲取注

15、冊信息)，F(xiàn)etch Registries由Service Consumer(服務(wù)消費(fèi)者)調(diào)用，用來獲取Eureka Server上注冊的服務(wù)info。4. Eviction(剔除)Eviction（失效服務(wù)剔除）用來定期在Eureka Server檢測失效的服務(wù)，檢測標(biāo)準(zhǔn)就是超過一定時間沒有Renew的服務(wù)。Eureka架構(gòu)圖從圖中我們可以看出，Eureka 組件分為兩部分：Eureka server和Eureka client。而客戶端又分為Application Service客戶端和Application Client客戶端兩種。Eureka 的工作機(jī)制每個 region 都有自己的

16、Eureka 服務(wù)器集群，每個 zone 至少要有一個 Eureka 服務(wù)器以應(yīng)對 zone 癱瘓。Application Service 在啟動時注冊到 Eureka 服務(wù)器，之后每30秒鐘發(fā)送心跳以更新自身狀態(tài),即Renew(續(xù)約)。如果該客戶端沒能發(fā)送心跳更新，它將在90秒之后被其注冊的 Eureka 服務(wù)器剔除，即Eviction(剔除)。來自任意 zone 的 Application Client 可以獲取這些注冊信息(每隔30秒查看一次)并依此定位到在任何區(qū)域可以給自己提供服務(wù)的提供者(即Fetch Registries)，進(jìn)而進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)用。服務(wù)提供者本身攜帶的Eureka Cli

17、ent既能服務(wù)注冊，服務(wù)續(xù)約，也能通過client定位服務(wù)和調(diào)用其它的服務(wù)。Renew(服務(wù)續(xù)約)服務(wù)續(xù)約Renew操作會在Service Provider端定期發(fā)起，用來通知Eureka Server自己還活著。 這里有兩個比較重要的配置需要注意一下：1eureka.instance.leaseRenewalIntervalInSecondsRenew頻率。默認(rèn)是30秒，也就是每30秒會向Eureka Server發(fā)起Renew操作。1eureka.instance.leaseExpirationDurationInSeconds服務(wù)失效時間。默認(rèn)是90秒，也就是如果Eureka Serve

18、r在90秒內(nèi)沒有接收到來自Service Provider的Renew操作，就會把Service Provider剔除。此定位到在任何區(qū)域可以給自己提供服務(wù)的提供者(即Fetch Registries)，進(jìn)而進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)用。Eureka Server的高可用有分布式應(yīng)用開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的讀者應(yīng)該能夠看出，在單節(jié)點(diǎn)Eureka Server并不適合線上生產(chǎn)環(huán)境。Eureka Client會定時鏈接Eureka Server，獲取服務(wù)注冊表中的信息并緩存在本地。微服務(wù)在消費(fèi)遠(yuǎn)程API時總是使用本地緩存中的數(shù)據(jù)。因此一般來說，即使Eureka Server發(fā)生宕機(jī)，也不會影響到服務(wù)之間的調(diào)用。單如果Eurek

19、a Server宕機(jī)時，某些微服務(wù)也出現(xiàn)了不可用的情況，Eureka Client中的緩存若不被更新，就可能會影響到微服務(wù)的調(diào)用，甚至影響到整個應(yīng)用系統(tǒng)的高可用性，因此，在生產(chǎn)環(huán)境中，通常會部署一個高可用的Eureka Server集群。Eureka Server可以通過運(yùn)行多個實(shí)例并相互注冊的方式實(shí)現(xiàn)高可用部署，Eureka Server實(shí)例會彼此增量地同步信息，從而確保所有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)一致。事實(shí)上節(jié)點(diǎn)之間相互注冊時Eureka Server的默認(rèn)行為。Eureka的元數(shù)據(jù)Eureka的元數(shù)據(jù)有兩種，分別是標(biāo)準(zhǔn)的語言數(shù)據(jù)和自定義元數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)指的是主機(jī)名，IP地址，端口號，狀態(tài)頁和健康檢查等

20、信息，這些信息都會被發(fā)布在服務(wù)注冊表中，用于服務(wù)之間的調(diào)用。自定義元數(shù)據(jù)可以使用eureka.instance.metadata-map配置。這些元數(shù)據(jù)可以在遠(yuǎn)程客戶端中訪問，但一般不會改變客戶端的行為。除非客戶端知道該元數(shù)據(jù)的含義。Eureka Server的REST端點(diǎn)Eureka Server提供了一些REST端點(diǎn)。非JVM的微服務(wù)可使用這些REST端點(diǎn)操作Eureka，從而實(shí)現(xiàn)注冊與發(fā)現(xiàn)。事實(shí)上，前文所講的Eureka Client就是一個使用java編寫的，操作這些REST端點(diǎn)的類庫。也可以分析這些REST端點(diǎn)，編寫其他語言的Eureka Client。下表是Eureka提供的RES

21、T端點(diǎn)，可以使用XML或者json與這些端點(diǎn)通信，默認(rèn)是XML。Eureka的健康檢查說明：在Status欄顯示著UP，表示應(yīng)用程序狀態(tài)正常。其它取值DOWN、OUT_OF_SERVICE、UNKNOWN等，只有UP的微服務(wù)會被請求。由于Eureka Server與Eureka Client之間使用心跳機(jī)制來確定Eureka Client的狀態(tài)，默認(rèn)情況下，服務(wù)器端與客戶端的心跳保持正常，應(yīng)用程序就會始終保持“UP”狀態(tài)，所以微服務(wù)的UP并不能完全反應(yīng)應(yīng)用程序的狀態(tài)。Spring Boot Actuator提供了/health端點(diǎn)，該端點(diǎn)可展示應(yīng)用程序的健康信息，只有將該端點(diǎn)中的健康狀態(tài)傳播到

22、Eureka Server就可以了，實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)很簡單，只需為微服務(wù)配置如下內(nèi)容：#開啟健康檢查（需要spring-boot-starter-actuator依賴） eureka.client.healthcheck.enabled=true如果需要更細(xì)粒度健康檢查，可實(shí)現(xiàn)flix.appinfo.HealthCheckHandler接口Eureka的自我保護(hù)模式進(jìn)入自我保護(hù)模式最直觀的體現(xiàn)，是Eureka Server首頁輸出的警告。默認(rèn)情況下，如果Eureka Server在一定時間內(nèi)沒有接收到某個微服務(wù)實(shí)例的心跳，Eureka Server將會注銷該實(shí)例（默認(rèn)90秒）。但是當(dāng)網(wǎng)

23、絡(luò)分區(qū)故障發(fā)生時，微服務(wù)與Eureka Server之間無法正常通信，這就可能變得非常危險了-因?yàn)槲⒎?wù)本身是健康的，此時本不應(yīng)該注銷這個微服務(wù)。 Eureka Server通過“自我保護(hù)模式”來解決這個問題-當(dāng)Eureka Server節(jié)點(diǎn)在短時間內(nèi)丟失過多客戶端時（可能發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)分區(qū)故障），那么這個節(jié)點(diǎn)就會進(jìn)入自我保護(hù)模式。一旦進(jìn)入該模式，Eureka Server就會保護(hù)服務(wù)注冊表中的信息，不再刪除服務(wù)注冊表中的數(shù)據(jù)（也就是不會注銷任何微服務(wù)）。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)后，該Eureka Server節(jié)點(diǎn)會自動退出自我保護(hù)模式。 自我保護(hù)模式是一種對網(wǎng)絡(luò)異常的安全保護(hù)措施。使用自我保護(hù)模式，而已讓

24、Eureka集群更加的健壯、穩(wěn)定。在Spring Cloud中，可以使用eureka.server.enable-self-preservation=false來禁用自我保護(hù)模式，當(dāng)然也可以使用顯示指定IP地址來解決：eureka.instance.instance-id:$spring.cloud.client.ipAddress:$server.port多網(wǎng)卡環(huán)境下的IP選擇2.1、簡介指定IP在某些場景下很有用，如某臺服務(wù)器有eth0、eth1和eth2三塊網(wǎng)卡，但是eth1可以被其它的服務(wù)器訪問；如果Eureka Client將eth0或者eth2注冊到Eureka Server上，其它微服務(wù)就無法通過這個IP調(diào)用該微服務(wù)的接口。Spring Cloud提供了按需選擇IP的能力，從而避免以上的問題。2.2、操作方案1、忽略指定名稱的網(wǎng)卡#忽略eth0,支持正則表達(dá)式 spring.cloud.inetutils.ignored-interfaces0=eth0 #注冊時使用ip而不是主機(jī)名 eureka.instance.prefer-ip-address=true方案2、只使用站點(diǎn)本地地址#只使用站點(diǎn)本地地址