【微服务】1、引入；注册中心；OpenFeign

微服务技术学习引入

- 微服务自2016年起搜索指数持续增长，已成为企业开发大型项目的必备技术，中高级java工程师招聘多要求熟悉微服务相关技术。
  1. 微服务架构介绍
    • 概念：微服务是一种软件架构风格，以专注于单一职责的多个响应项目为基础，组合出复杂大型应用，与单体架构不同，其内部由多个小项目组合而成。
    • 单体架构特点：业务功能和模块无论多复杂都写在一个项目中，项目体积随功能增加而增大，但始终是一个项目。
    • 微服务架构特点：将单体架构项目按单一职责原则拆分成多个小项目，每个小项目独立开发、运行和部署，组合形成微服务集群。
  2. 服务拆分问题
    • 架构选择问题：开发新项目时需考虑选择单体架构还是微服务架构，若选择微服务架构，需确定何时从单体架构转变以及如何拆分服务、确定服务拆分边界等。
    • 拆分后的问题
      • 跨服务远程调用：服务拆分后，业务功能在不同项目中，物理上隔绝，存在跨服务调用问题。
      • 服务治理：服务间调用关系复杂，需要管理服务的状态和调用关系。
      • 服务请求路由：单体项目时前端通过IP端口访问，微服务架构下有多个独立部署的服务，前端需明确访问路径，存在服务请求路由问题。
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  1. 何时拆分单体架构项目
    • 创业型项目
      • 适合采用单体架构，因其需要快速开发、低成本试错。
    • 确定的大型项目
      • 如大厂开发网上商城，资金充足、目标明确，一上来就推荐使用微服务架构，可避免从单体架构再拆分的麻烦，后续开发更轻松。
  2. 如何拆分单体项目
    • 拆分目标
      • 高内聚：拆出的服务职责应单一，包含关联度高且完整度高的业务，即功能升级或迭代时大部分代码在服务内部修改，减少对其他服务影响。
      • 低耦合：服务功能相对独立，减少对其他服务依赖，核心业务尽量在内部完成，跨服务合作业务应尽量减少，做到高内聚自然低耦合。
    • 拆分方式
      • 纵向拆分（垂直拆分）：按业务模块拆分，如黑马商城按商品管理、用户管理、订单、支付、购物车等业务模块进行拆分。
      • 横向拆分（水平拆分）：抽取公共服务模块，避免重复开发，如登录、下单等业务中的风控和短信功能，可分别抽取成风控微服务和短信微服务，供其他业务共享。

基于Rest template的服务调用问题

  • 调用方式说明：基于Rest template的服务调用需在代码中写死对方服务的IP地址、端口号和资源路径。
  • 多实例部署问题：实际部署中，服务可能多实例部署，写代码时无法预知部署数量及地址，导致负载均衡失效，如商品服务多实例部署时，写死的代码可能无法访问到所有实例。
  • 服务挂掉问题：服务挂掉后，代码写死地址无法动态切换，影响业务，如商品服务挂掉后，购物车服务因写死地址无法访问商品服务，业务出现问题。
  • 新服务启动问题：新服务启动后，代码无法动态获取地址，如运维启动新的商品服务实例，端口变化后，购物车服务无法得知新地址。

注册中心解决服务治理问题

  • 服务治理问题：包括服务提供者地址未知、服务状态变更无法感知、多实例负载均衡等。
  • 注册中心技术：用于解决上述服务治理问题。
  • 解决问题原理：服务提供者启动后向注册中心注册服务信息，服务调用者向注册中心订阅服务，注册中心返回实例列表，服务调用者通过负载均衡算法选择实例进行调用。

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注册中心的工作原理

  • 服务注册：服务提供者启动后向注册中心注册服务信息，包括服务名称、IP端口、提供的功能等，注册中心形成服务注册表记录这些信息。
  • 服务订阅：服务调用者向注册中心订阅所需服务，注册中心返回实例列表。
  • 负载均衡：服务调用者从实例列表中通过负载均衡算法选择一个实例进行调用，负载均衡算法包括随机、轮询、加权轮询等。
  • 心跳机制与服务状态监控：服务与注册中心形成心跳机制，服务定期向注册中心报告健康状态，注册中心监控服务状态，服务挂掉后，注册中心剔除实例并推送变更给服务调用者；新服务启动后注册信息变更，注册中心推送新信息给服务调用者，使其感知服务状态变更。

负载均衡算法及注册中心的作用

  • 负载均衡算法
    • 随机算法：从多个实例中随机选择一个。
    • 轮询算法：按顺序依次请求各个实例，实现均衡访问。
    • 加权轮询或加权随机：根据实例权重分配访问概率，适用于硬件配置不同情况。
  • 注册中心作用
    • 接收服务注册信息，形成服务注册表。
    • 监控服务状态变更，通过心跳机制实现。
    • 服务状态变化时，剔除或添加实例信息并推送变更给服务调用者，实现服务治理。

注册中心原理回顾

  • 原理回顾：注册中心原理类似家政中心，服务提供者注册服务，服务调用者订阅服务，通过负载均衡选择实例，服务与注册中心心跳维持状态监控，实现服务治理。服务治理涉及服务提供者、消费者、注册中心三个角色，注册中心记录监控服务状态并推送变更。

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  1. 注册中心组件选择
    • 介绍多种注册中心组件，如NFLICK公司的Eureka、Spring Cloud Consul、阿里巴巴的NEO等，它们都遵循Spring Cloud标准，使用差别不大。
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OpenFeign

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OpenFeign是一个声明式的HTTP客户端，在微服务架构中可简化跨服务调用的代码。以下是其主要内容总结：

OpenFeign引入背景

在微服务架构中，跨服务查询商品时，原始代码复杂，涉及根据服务名称获取服务实例、负载均衡、发送请求、解析结果等多个步骤，而单体架构实现类似查询仅需一行代码。为解决此问题，引入OpenFeign技术。

OpenFeign使用步骤

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  1. 引入依赖
    • spring cloud starter OpenFeign：OpenFeign组件依赖。
    • spring cloud starter LoadBalancer：用于负载均衡，新版本使用，早期使用ribbon。
  2. 添加注解
    • 在启动类上加@EnableFeignClients注解，开启OpenFeign功能。

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  1. 定义FeignClient接口
    • 这是一个接口，用于替代之前复杂代码。
    • 接口上加@FeignClient注解并指定服务名称（如item service），OpenFeign会据此从注册中心拉取实例列表。
    • 通过定义方法并加注解（如@GetMapping、@RequestParam等Spring MVC注解），标记请求方式、路径、参数等信息，降低学习成本。
    • 方法返回值类型用于确定返回值类型，OpenFeign可将JSON结果转为相应Java对象。
    • 该接口无需手动实现，OpenFeign会动态代理实现。

示例代码实现

  1. 在cut service的pom文件引入上述依赖。
  2. 在启动类添加@EnableFeignClients注解。
  3. 编写item client接口，如：
@FeignClient("item-service")
public interface ItemClient {@GetMapping("/items")Collection<ItemDTO> queryItemByIds(@RequestParam("ids") List<String> ids);
}
  1. 在调用处注入item client接口，直接调用接口方法（如itemClient.queryItemByIds()）实现远程查询，一行代码搞定。

总结

OpenFeign可简化跨服务调用代码，让微服务之间的远程调用更简单，实现类似单体架构的调用便捷性。

连接池

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最佳实践

OpenFeign使用问题及优化方案总结

1. OpenFeign使用问题引入

1.1当前使用方式存在的问题

  • 多业务重复编写：在购物车和订单业务（未来拆分）中，都需编写类似查询商品服务的代码，造成代码重复编写，浪费资源。
  • 功能变更影响大：商品服务功能变化时，所有编写了相关Feign客户端的微服务都需修改代码。

1.2优化目标

  • 避免代码重复编写。
  • 避免重复代码修改。

2. 优化方案一

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2.1具体操作

  • 商品微服务转变：将商品微服务（item service）变为纯pom类型模块。
  • 创建子模块：在其下创建三个子模块，分别为item DQ（放实体类）、item p i（放API接口，如商品查询的Feign客户端）、item子模块（写商品服务业务代码）。
  • 其他微服务引用：其他微服务（如购物车、订单服务）通过引用这两个模块坐标，实现远程调用商品服务功能。

2.2优点

  • 代码编写优化：解决代码重复编写问题，由商品服务开发者维护DT和Feign客户端，更为合理。
  • 低耦合：不同微服务间耦合度低，便于团队独立维护。

2.3缺点

  • 项目结构复杂：每个微服务拆分成多个模块，会使项目结构变得复杂，如单体项目拆成20个微服务时，模块数量会从20个变为60个。

3. 优化方案二

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3.1具体操作

  • 创建通用API模块：名称为HMAPI，不属于任何微服务，是与其他模块同级的通用模块。
  • 定义包及内容：模块内定义三个包（Client、config、dto），Client包中放整个商城每个微服务要暴露的客户端接口，DTO包放所有需要公共访问的DTO。
  • 微服务引用：其他微服务（如购物车、订单服务）直接引用HMAPI模块依赖，即可调用相关功能。

3.2优点

  • 代码重复解决：解决代码重复编写问题。
  • 通用性强：具备代码通用性，方便统一管理。

3.3缺点

  • 耦合度增加：代码耦合度相对较高，不同微服务接口需在同一模块维护。

4. 课堂演示选择及操作（基于方案二）

4.1创建模块

  • 创建HM - API

4.2引入依赖

  • 引入原购物车服务中有关OpenFeign和load balance依赖。

4.3创建包及拷贝代码

  • 创建com.hm.api包及子包client、dt，将购物车服务中的DT和Feign客户端相关代码拷贝至对应包中。

4.4处理购物车服务报错

  • 删除购物车服务中原有DT和客户端代码，在pom文件中引入HM - API模块依赖，解决业务报错。

5. 测试及问题解决

5.1测试出错

  • 重启购物车服务测试时，出现错误，提示cart service实现类构造函数参数找不到bean。

5.2原因分析

  • Feign客户端接口未被扫描到，其bean由动态代理实现，需被扫描包扫描，而购物车服务启动类扫描包与通用模块扫描包不同。

5.3解决方法

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5.4测试成功

  • 再次重启测试，成功访问接口，证明问题解决。

6. 总结与易错点强调

6.1两种模式总结

  • 通用API模块模式：所有微服务对外暴露接口及相关DTO定义在通用模块，其他服务引用即可。
  • 微服务拆分模式：在微服务内部创建子模块分别放DTO、Feign接口和实现类，供其他服务引用。

6.2选择建议

  • 根据项目结构选择合适模式，如项目为聚合结构，可选择通用API模块模式；若项目结构为每个微服务是独立project，可选择微服务拆分模式。

6.3易错点

  • 引用其他模块定义的Feign客户端时，默认扫描包扫不到，需在启动类的Feign开关上指定Feign客户端对应的扫描包，否则无法正确扫描创建对象使用。

OpenFeign日志输出与相关知识总结

  1. 日志输出问题提出

    • 项目开发中日志输出重要，能帮助定位和解决问题。
    • 以查询购物车功能为例，其远程调用商品服务时，当前仅看到一条SQL语句日志，未看到OpenFeign远程调用相关日志，不利于调试。

  2. OpenFeign日志记录规范

    • 默认输出条件：OpenFeign默认仅在thin client所在包的日志级别为debug时输出日志。
    • 项目日志级别：项目中已将com.hm包定义为debug级别，但OpenFeign仍未输出日志，是因为其自身日志级别默认为NONE，不记录任何信息。

  3. OpenFeign日志级别介绍

    • NONE：默认值，不记录任何日志信息。
    • BASIC：仅记录请求方法、URL、显示状态码及执行时间等基础信息（即请求行部分信息，不包括请求头和请求体）。
    • HEADERS：在BASIC基础上，额外记录请求和响应的头信息。
    • FULL：记录请求行、请求头、请求体、响应行、响应头和响应体，涵盖HTTP协议所有相关数据。

  4. OpenFeign日志级别配置步骤
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    • 定义日志级别bean：定义一个类，在类中声明一个类型为log.level（OpenFeign提供的日志级别枚举类型）的bean，并设置所需日志级别（如FULL）。此时该bean未生效，因为所在类缺少@Configuration注解。
    • 配置生效方式
      • 局部配置：将配置类放到@FeignClient注解中，仅对该客户端生效。
      • 全局配置：将配置类放到@EnableFeignClients注解上，对所有客户端生效。
    • 通用模块配置示例：在通用模块定义配置类DefaultFeignConfig，设置日志级别为FULL，在启动类添加@EnableFeignClients(defaultConfiguration = DefaultFeignConfig.class)实现全局生效。重启服务后，日志输出内容增多，方便调试，但日常运行不建议开启，因其输出内容多会影响性能。

  5. OpenFeign知识回顾总结

    • 远程调用步骤
      • 引用OpenFeign和负载均衡器的依赖。
      • 基于@EnableFeignClients注解开启OpenFeign效果。
      • 编写FeignClient接口，基于Spring MVC注解定义方法，OpenFeign利用动态代理自动实现。
      • 注入客户端进行调用。
    • 连接池配置方法：引入依赖并在yml文件中打开OpenFeign连接池开关。
    • 最佳实践方案
    •    -拆分微服务为多个子模块，如在DTO模块放实体类、client模块放Feign接口、base模块放业务代码，其他微服务按需引用DT和client模块。
      • 额外创建一个模块专门存放所有微服务的client dt，其他微服务引用该模块。课堂中采用在微服务里创建独立模块的方式。
    • 输出日志级别配置：定义类并在其中定义日志级别的bean（不加@Configuration注解），然后将配置类声明在@FeignClient或@EnableFeignClients注解上。

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