springcloud微服务架构搭建过程

时间：2022-11-28 00:58:07

项目地址：源代码
网关搭建

仅作为学习用例使用，是我开发过程中的总结、实际的一部分使用方式
开发环境：
jdk11
springboot2.7.6
springcloud2021.0.5
alibabacloud 2021.0.4.0
redis6.0
mysql8.0

一、项目搭建

springcloud微服务架构搭建过程

wdz-api：存放远程服务调用相关接口
wdz-auth：认证业务
wdz-gateway：网关
wdz-modules：业务模块微服务
wdz-common：存放公用中间件、数据库等服务

pom

<?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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <packaging>pom</packaging>
    <modules>
        <module>wdz-common</module>
        <module>wdz-gateway</module>
        <module>wdz-api</module>
        <module>wdz-auth</module>
        <module>wdz-modules</module>
    </modules>

    <groupId>com.wdz</groupId>
    <artifactId>wdz-ruzhou</artifactId>
    <version>1.0.0</version>
    <name>wdz-ruzhou</name>
    <description>微服务架构</description>
    <properties>
        <java.version>11</java.version>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <spring-boot.version>2.7.6</spring-boot.version>
        <spring-cloud.version>2021.0.5</spring-cloud.version>
        <spring-cloud.alibaba>2021.0.4.0</spring-cloud.alibaba>
        <fastjson2.version>2.0.14</fastjson2.version>
        <lombok.version>1.18.24</lombok.version>
    </properties>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <!--springcloud 微服务依赖-->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <!--springboot 依赖-->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-boot.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <!--alibaba 微服务依赖-->
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.alibaba}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.projectlombok</groupId>
                <artifactId>lombok</artifactId>
                <version>${lombok.version}</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.fastjson2</groupId>
                <artifactId>fastjson2</artifactId>
                <version>${fastjson2.version}</version>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <!--配置打包环境数据-->
    <profiles>
        <profile>
            <id>dev</id>
            <properties>
                <profiles.active>dev</profiles.active>
                <nacos.username>nacos</nacos.username>
                <nacos.password>nacos</nacos.password>
                <nacos.server>127.0.0.1:8848</nacos.server>
                <nacos.discovery.namespace>5efed786-91f6-44c4-8e14-049df72b2a48</nacos.discovery.namespace>
                <nacos.config.namespace>5efed786-91f6-44c4-8e14-049df72b2a48</nacos.config.namespace>
            </properties>
            <activation>
                <activeByDefault>true</activeByDefault>
            </activation>
        </profile>
        <profile>
            <id>test</id>
            <properties>
                <profiles.active>test</profiles.active>
                <nacos.username>nacos</nacos.username>
                <nacos.password>nacos</nacos.password>
                <nacos.server>127.0.0.1:8848</nacos.server>
                <nacos.discovery.namespace>f02ccd30-e3d5-4235-9282-d0a613bd322b</nacos.discovery.namespace>
                <nacos.config.namespace>f02ccd30-e3d5-4235-9282-d0a613bd322b</nacos.config.namespace>
            </properties>
        </profile>
        <profile>
            <id>prod</id>
            <properties>
                <profiles.active>prod</profiles.active>
                <nacos.username>nacos</nacos.username>
                <nacos.password>nacos</nacos.password>
                <nacos.server>127.0.0.1:8848</nacos.server>
                <nacos.discovery.namespace>747829ca-6d8a-4417-a46a-bd31a6f5e442</nacos.discovery.namespace>
                <nacos.config.namespace>747829ca-6d8a-4417-a46a-bd31a6f5e442</nacos.config.namespace>
            </properties>
        </profile>
    </profiles>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <version>3.0.0</version>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <source>${java.version}</source>
                    <target>${java.version}</target>
                    <encoding>${project.build.sourceEncoding}</encoding>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
        <!--用于yml配置中变量替换如： @nacos.name@-->
        <resources>
            <resource>
                <directory>src/main/resources</directory>
                <!-- 引入所有 匹配文件进行过滤 -->
                <includes>
                    <include>application*</include>
                    <include>bootstrap*</include>
                    <include>logback*</include>
                </includes>
                <!-- 启用过滤 即该资源中的变量将会被过滤器中的值替换 -->
                <filtering>true</filtering>
            </resource>
        </resources>
    </build>
</project>

nacos（2.2.0.1）

我为什么选择nacos作为注册中心？
1、独立的可视化管理后台
2、持久化，配置数据直接存储在数据库中
3、动态配置，修改配置可实时生效，不用重启
4、活跃度高，资料文件丰富
5、功能全面
6、是经过阿里巴巴考验的
戳==>官网

安装nacos

点击选择版本下载
windows建议下载zip
linux 建议下载tar.gz
下载完成解压即可

配置数据库

打开conf下的application.properties文件：
修改数据库配置，将注释打开，并配置数据源
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创建数据库目前只支持mysql，版本要求：5.6.5+

需要IPV6支持使用：derby-schema.sql 否则使用：mysql-schema.sql 配置完成后

单机启动nacos：

Linux/Unix/Mac使用命令：sh startup.sh -m standalone
windows使用命令：./startup.cmd -m standalone
standalone：表示单机模式运行，非集群模式
官方文档
启动过程中如果出现jwt认证问题启动失败，请参考：戳详情

错误示例
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修改文件：

nacos.core.auth.plugin.nacos.token.secret.key
使用base64 处理数据长度大于等于32即可

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访问：http://localhost:8848/nacos，默认用户名密码：nacos

集群启动 官方文档

如果是在一台电脑上/服务器上模拟集群：
将nacos解压之后的文件nacos复制多份，
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并修改对应conf文件夹下的application.properties文件端口配置
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再将conf下的cluster.conf.example 复制一份并修改后缀为conf
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将其他nacos地址配置在cluster.conf中
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依次启动服务：
windows命令：./startup.cmd
linux命令: sh ./startup.sh
访问对应nacos
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springcloud微服务架构搭建过程

nacos 服务配置config与发现 discovery

创建测试注册服务网关服务，nacos作为注册中心有多种方式，本文用javaSDK的方式
springcloud微服务架构搭建过程

pom文件
<?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">
    <parent>
        <artifactId>wdz-ruzhou</artifactId>
        <groupId>com.wdz</groupId>
        <version>1.0.0</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.wdz</groupId>
    <artifactId>wdz-gateway</artifactId>
    <packaging>jar</packaging>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>
yml配置：
server:
  port: 8080
  servlet:
    context-path: /

spring:
  application:
    name: wdz-gateway
  profiles:
    active: @profiles.active@
---
# 使用导入的方式读取所有需要的nacos中的配置文件
spring:
  config:
    import:
      - optional:nacos:application-common.yml
      - optional:nacos:${spring.application.name}.yml
  cloud:
    nacos:
      username: @nacos.username@
      password: @nacos.password@
      server-addr: @nacos.server@
      # 服务发现
      discovery:
        namespace: @nacos.discovery.namespace@
      # 配置
      config:
        namespace: @nacos.config.namespace@

集群nacos负载配置：

通过nginx配置服务访问的nacos

upstream nacos-cluster{
	server 127.0.0.1:8247;
	server 127.0.0.1:8549;
	server 127.0.0.1:8848;
}
server{
	listen 801;
	server_name localhost;
	location /nacos{
		proxy_pass http://nacos-cluster;
	}
}
结果

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springcloud微服务架构搭建过程

负载均衡Ribbon
内置负载均衡规则类 规则描述
RoundRobinRule 简单轮询服务列表选择服务器，它是Ribbon默认的负载均衡规则
AvailabilityFilteringRule 忽略规则：1、链接3次失败，会标记为短路状态，将持续30秒，如果还是失败则持续短路，时间增长，2、并发数过高的服务链接，并发数达到上限则会被忽略
WeightedResponseTimeRule 权重策略，每个服务器配置一个权重值，权重值越小，选择这个服务器的比重就会越小
ZoneAvooidanceRule 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，Zone相当于一个机房，一个区域，然后再对Zone内的多个服务做轮询
BestAvailableRule 忽略哪些短路服务器，并选择并发数较低的服务器
RandomRule 随机选择一个可用服务器
RetryRule 重试机制的选择逻辑

自定义策略方式：

代码方式:作用的是所有服务
@Bean
public  IRule diyRule(){
	return new RandomRule();
}

yml方式：作用的是所配置的服务
servicename: # 服务名称如：userservice
	ribbon:
		NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

ribbon默认是懒加载，第一次访问的时候响应时间会比较长，初次加载之后响应就会变短。
开启ribbon饥饿加载有效提高第一次访问响应时间

ribbon:
	eager-load:
		enabled: true  # 开启饥饿加载
		clients: # 指定加载的服务名称
			- userservice
			- orderservice
			- systemservice
			- XXXservice
nacos服务分级存储模型

一级是服务：如：userservice、orderservice
二级是集群：配置了同一个discovery.cluster-name:
三级是实例：如杭州机房的某台部署了要访问的服务器
设置实例的集群属性：名称一样的在同一个集群内
spring.cloud.nacos.discovery.cluster-name:

NacosRule负载均衡策略：
1、优先选择同集群的服务
2、本地集群找不到提供者，才去其他集群找，并且会报警告
3、确定了可用实例列表后，再采用随机负载均衡挑选实例

NacosRule配置：

servicename: # 服务名称如：userservice
	ribbon:
		NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule

环境隔离：namespace

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        namespace: @nacos.discovery.namespace@ 
# 不同名称空间之间的服务不能互通，如user使用的prod order使用的dev，这两个服务不能互通

nacos特点

1、支持服务端主动监测提供者状态，临时实例采用心跳模式，非临时实例采用主动监测模式
2、林实施例心跳不正常会被剔除nacos的服务列表，非临时实例不会被剔除
3、服务列表变更消息推送模式，服务列表更新及时
4、nacos集群默认采用AP方式，集群中存在非临时实例时，采用CP模式
CAP：C（一致性），A（可用性），P（分区容错）原文
springcloud微服务架构搭建过程

Feign 源码

feign是声明式的http客户端

使用方式

pom引入依赖
<dependency>
   <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
java代码
@FeignClient("applicationName")
public interface ApplicationName{
	@GetMapping("/get")
	Object queryById(Long id);
}

自定义feign配置

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，默认没有，会使用Ribbon的重试

none: 不记录日志
basic：只记录请求方法和URL以及响应状态代码和执行时间
headers：记录基本信息以及请求和响应标头
full：记录请求和响应的头部、主体和元数据

yml日志配置

feign:
  client:
    config:
      default: # DETAULT 是全局配置，如果换成application.name 则是指定服务有效
        loggerLevel: FULL
feign:
  client:
    config:
      userservice: # 针对userservice有效
        loggerLevel: FULL

代码方式：

public class FeignClientConfig{
	@Bean
	public Logger.Level feignLogLevel(){
		return Logger.Level.BASIC;
	}
}
然后将该配置添加到：
全局配置方式启动类上
EnableFeignClients(defaultConfiguration=FeignClentConfig.class)
局部配置方式
@FeignClient(value="applicationname",configuration=FeignClientConfig)

feign性能优化

URLConnection：默认实现，不支持连接池
Apache HttpClient：支持链接池
OKHttp：支持连接池
因为http链接时要三次握手，断开时要4次挥手，导致的性能浪费
优化的性能主要包括：
1、使用连接池代替默认的URLConnection
2、日志级别，最好用basic或none，日志也会浪费性能

连接池配置：

引入依赖

<!--优化feignURLConnection-->
<dependency>
    <groupId>io.github.openfeign</groupId>
    <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
</dependency>

配置yml

feign:
  httpclient:
    enabled: true # 开启feign对httpClient的支持
    max-connections: 200 # 最大链接数  可根据测试结果最优配置
    max-connections-per-route: 50 # 每个路径最大链接数 可根据测试结果最优配置

实践：
springcloud微服务架构搭建过程
system项目引用
EnableFeignClients.clients 指定feignClient接口，及默认配置
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如果发现RemoteUserService 加载不到提示，spring-cloud-starter-loadbalancer依赖缺失
在api中添加依赖：负载均衡依赖

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

测试接口
springcloud微服务架构搭建过程
目标服务接口
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测试结果：
springcloud微服务架构搭建过程

SpringAMQP

springboot封装的消息队列，使用的是rabbitmq

生产端

引入依赖

<dependency>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
 </dependency>

配置

spring:
  rabbitmq:
    host: 127.0.0.1 # 主机
    port: 5672   # 端口
    virtual-host: /  # 虚拟主机
    username: rabbitmq # 用户名
    password: 123456  # 密码

消费端

引入依赖

<dependency>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
 </dependency>

配置

spring:
  rabbitmq:
    host: 127.0.0.1 # 主机
    port: 5672   # 端口
    virtual-host: /  # 虚拟主机
    username: rabbitmq # 用户名
    password: 123456  # 密码

监听java代码：

@Component
public class RabbitMqListener {
    @RabbitListener(queues = "mq-user")
    public void listenerQueueMsg(String msg){
        System.out.println(msg);
    }
}

如果提示异常：队列不存在，且启动失败

添加配置：

@Configuration
public class RabbitMqConfig {
    @Bean
    public Queue initQueue(){
        return new Queue("mq-user");
    }
}

由于rabbitmq的消费预取机制，会导致处理能力弱的消费端处理速度变慢，所以限制预取信息条数

spring:
  rabbitmq:
	listener:
	      simple:
	        prefetch: 1 # 每次只能获取一条消息，处理完成之后才能获取下一个

监听端信息：

@Slf4j
@Component
public class RabbitMqListener {

    @RabbitListener(queues = "mq-user")
    public void listenerQueueMsg(String msg) {
        log.info("[listenerQueueMsg]=========:{}",msg);
    }

    @RabbitListener(queues = "mq-user")
    public void listenerQueueMsg2(String msg) {
        log.info("[listenerQueueMsg2]=========:{}",msg);
    }
}

消息发布/订阅

发布订阅模式允许将同一消息发送给多个消费者，实现方式是加入exchange(交换机)：
fanout：广播
direct：路由
topic：话题
交换机只处理转发，会造成消息丢失

FanoutExchange 方式

发送消息用户服务：

@GetMapping("/send")
 public LoginUser send(String username) {
     String queueName = "demo.fanout";
     String message = username;
     rabbitTemplate.convertAndSend(queueName,"", message);
     return new LoginUser(1L, username, "123456");
 }

 @GetMapping("/to")
 public LoginUser to(String username) {
     String queueName = "demo.fanout";
     String message = username;
     rabbitTemplate.convertAndSend(queueName,"", message);
     return new LoginUser(1L, username, "123456");
 }

接收消息 system服务：

监听代码
 @RabbitListener(queues = "demo.fanout2")
 public void listenerFanoutMsg2(String msg) {
     log.info("[demo.fanout2]=========:{}", msg);
 }


@Configuration
public class FanoutExchangeConfig {

    /**
     * 一个消息多个消费者监
     * fanout 广播模式
     * 定义交换机
     */
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange() {
        return new FanoutExchange("demo.fanout");
    }


    @Bean
    public Queue fanoutQueue() {
        return new Queue("demo.fanout");
    }

    /**
     * 绑定交换机与队列关系
     *
     * @param fanoutExchange
     * @param fanoutQueue
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding fanoutBinding(FanoutExchange fanoutExchange,Queue fanoutQueue) {
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue).to(fanoutExchange);
    }
}

接收消息 order服务：

监听
@Slf4j
@Component
public class RabbitMqListener {
    @RabbitListener(queues = "demo.fanout")
    public void listenerFanoutMsg(String msg) {
        log.info("[demo.fanout]=========:{}", msg);
    }
}

fanout 配置

@Configuration
public class FanoutExchangeConfig {

    /**
     * 一个消息多个消费者监
     * fanout 广播模式
     * 定义交换机
     */
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange() {
        return new FanoutExchange("demo.fanout");
    }
    @Bean
    public Queue fanoutQueue() {
        return new Queue("demo.fanout2");
    }

    /**
     * 绑定交换机与队列关系
     *
     * @param fanoutExchange
     * @param fanoutQueue
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding fanoutBinding(FanoutExchange fanoutExchange,Queue fanoutQueue) {
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue).to(fanoutExchange);
    }
}

均可接收到消息

DirectExchange 方式

direct exchange 会将接收到的消息根据规则路由到指定的queue
每个queue都与exchange设置一个bindingkey
发布者发送消息时指定消息的RoutingKey
exchange将消息路由到BingingKey与消息RoutingKey一致的队列

order/system中的监听

// 注解方式处理监听信息
// bindings 代码实现的Binding
// @QueueBinding 绑定信息
// value = @Queue(name = "direct.queue")绑定消息队列
//  exchange = @Exchange(name = "demo.direct",type = ExchangeTypes.DIRECT)
// 绑定交换机，名称是demo.direct 类型是direct
// key 是direct模式的主要配置，可同时监听多个key
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "direct.queue"),
            exchange = @Exchange(name = "demo.direct",type = ExchangeTypes.DIRECT),
            key = {"system","direct"}
    ))
    public void listenerMessage(String msg) {
        log.info("[system.direct]=========:{}", msg);
    }

消息发送者：

/**
  *@param exchange  交换机名称
  *@param message     消息内容
  *@param routingKey  direct 路由key
  *@return
  */
 @GetMapping("/direct")
 public void direct(String exchange,String message,String routingKey) {
     rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,routingKey, message);
 }

发送信息：
http://localhost/user/direct?exchange=demo.direct&message=发送的消息内容&routingKey=system

Topic 方式

topic方式与direct方式类似，只是key由精准匹配转换为模糊匹配

 // 监听
 @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "topic.queue"),
          exchange = @Exchange(name = "topic-wdz",type = ExchangeTypes.TOPIC),
          key = "#.order"
  ))
  public void listenerTopicMessage(String msg) {
      log.info("[listenerTopicMessage]=========:{}", msg);
  }

发送

@GetMapping("/direct")
public void direct(String exchange,String message,String routingKey) {
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,routingKey, message);
}

优化

由于springamqp默认使用的是jdk默认的序列化（ObjectOutputStream）方式，性能问题有待提升。
更换为JSON方式序列化。

生产者/消费者引入依赖
  <dependency>
      <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
   	  <artifactId>jackson-dataformats-binary</artifactId>
      <version>2.13.4</version>
  </dependency>

初始化bean即可

@Bean
publicMessageConverter messageConverter(){
    return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
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