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微服务 ​

为什么要学习微服务？

维度单体架构微服务架构
开发效率简单，适合小项目适合大型项目，团队协作更高效
部署整体部署，耗时长独立部署，灵活快捷
可用性低（服务相互影响）高（服务隔离）
扩展性差（整体扩展）强（按需扩展）
适用场景小型项目中大型互联网项目
  • 单体架构： 适合业务简单、团队小的项目。
  • 微服务架构： 更适合复杂、高并发的互联网项目，但需要解决分布式系统带来的新问题。

RestTemplate ​

定义一个配置类

java
package com.hmall.cart.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Configuration
public class RemoteCallConfig {
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

发起跨服务请求获取商品数据

java
private void getCartItems(List<CartVO> vos) {
    ...
      
    // List<ItemDTO> items = itemService.queryItemByIds(itemIds);
    ResponseEntity<List<ItemDTO>> response = restTemplate.exchange(
            "http://localhost:8081/items?ids={ids}", // 请求路径
            HttpMethod.GET, // 请求方式
            null, // 请求实体 
            new ParameterizedTypeReference<List<ItemDTO>>() {}, // 返回值类型
            Map.of("ids", CollUtil.join(itemIds, ",")) // 请求参数
    );
    
  	...
}

服务注册与发现 ​

假如商品微服务被调用较多，为了应对更高的并发，我们需要进行多实例部署

此时，每个 item-service 的实例其 IP 或端口不同，问题来了：

  • item-service 这么多实例，cart-service 如何知道每一个实例的地址？
  • http 请求要写 url 地址，cart-service 服务到底该调用哪个实例呢？
  • 如果在运行过程中，某一个 item-service 实例宕机，cart-service 依然在调用该怎么办？
  • 如果并发太高，item-service 临时多部署了 N 台实例，cart-service 如何知道新实例的地址？

为了解决上述问题，就必须引入注册中心的概念了

注册中心 ​

在微服务远程调用的过程中，有两个角色：

  • 服务提供者：提供接口供其它微服务访问，比如 item-service
  • 服务消费者：调用其它微服务提供的接口，比如 cart-service

在大型微服务项目中，服务提供者的数量会非常多，为了管理这些服务就引入了 注册中心 的概念。注册中心、服务提供者、服务消费者三者间关系如下：

image-20250710125417102

流程如下：

  • 服务启动时就会注册自己的服务信息（服务名、IP、端口）到注册中心
  • 调用者可以从注册中心订阅想要的服务，获取服务对应的实例列表（1个服务可能多实例部署）
  • 调用者自己对实例列表负载均衡，挑选一个实例
  • 调用者向该实例发起远程调用

当服务提供者的实例宕机或者启动新实例时，调用者如何得知呢？

  • 服务提供者会定期向注册中心发送请求，报告自己的健康状态（心跳请求）
  • 当注册中心长时间收不到提供者的心跳时，会认为该实例宕机，将其从服务的实例列表中剔除
  • 当服务有新实例启动时，会发送注册服务请求，其信息会被记录在注册中心的服务实例列表
  • 当注册中心服务列表变更时，会主动通知微服务，更新本地服务列表

服务注册 ​

接下来我们把 item-service 注册到 Nacos，步骤如下：

  • 引入依赖

  • 配置 Nacos 地址

  • 重启

添加依赖

在 item-service 的 pom.xml 中添加依赖：

XML
<!--nacos 服务注册发现-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

配置 Nacos

在 item-service 的 application.yml 中添加 nacos 地址配置：

YAML
spring:
  application:
    name: item-service # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101:8848 # nacos地址

服务发现 ​

服务的消费者要去 nacos 订阅服务，这个过程就是服务发现，步骤如下：

  • 引入依赖

  • 配置Nacos地址

  • 发现并调用服务

引入依赖

我们在服务调用者 cart-service 中的添加依赖：

XML
<!--nacos 服务注册发现-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

可以发现，这里 Nacos 的依赖于服务注册时一致，这个依赖中同时包含了服务注册和发现的功能。

因为任何一个微服务都可以调用别人，也可以被别人调用，即可以是调用者，也可以是提供者。

配置 Nacos

YAML
spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101:8848

发现并调用服务 ​

接下来，服务调用者 cart-service 就可以去订阅 item-service 服务了。不过 item-service 有多个实例，而真正发起调用时只需要知道一个实例的地址。

因此，服务调用者必须利用负载均衡的算法，从多个实例中挑选一个去访问。常见的负载均衡算法有：

  • 随机
  • 轮询
  • IP 的 hash
  • 最近最少访问
  • ...

这里我们可以选择最简单的随机负载均衡。

java
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class CartServiceImpl extends ServiceImpl<CartMapper, Cart> implements ICartService {
    private final RestTemplate restTemplate;
    private final DiscoveryClient discoveryClient;

    private void getCartItems(List<CartVO> vos) {
       ...
         
        // 通过服务发现调用商品服务
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("item-service");

        // 随机负载均衡
        ServiceInstance instance = instances.get(ThreadLocalRandom.current().nextInt(instances.size()));

        // 构造请求URL和参数
        String url = instance.getUri() + "/items?ids={ids}";
        String idsParam = String.join(",", itemIds.stream().map(String::valueOf).collect(Collectors.toList()));

        // 发送HTTP请求
        ResponseEntity<List<ItemDTO>> response = restTemplate.exchange(
            url,
            HttpMethod.GET,
            null,
            new ParameterizedTypeReference<List<ItemDTO>>() {},
            idsParam
        );

        ...
    }
}

OpenFeign ​

虽然 RestTemplate 也能实现服务的远程调用。但是远程调用的代码太复杂了，一会儿远程调用，一会儿本地调用。因此我们可以使用 OpenFeign 让远程调用像本地方法调用一样简单。

引入依赖 ​

xml
<!--openFeign-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
  
<!--负载均衡器-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
</dependency>

启用 OpenFeign ​

在启动类加上这个注解：@EnableFeignClients

java
@EnableFeignClients
@MapperScan("com.hmall.cart.mapper")
@SpringBootApplication
public class CartApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(CartApplication.class, args);
    }
}

编写客户端 ​

java
@FeignClient("item-service")
public interface ItemClient {
    @GetMapping("/items")
    List<ItemDTO> queryItemByIds(@RequestParam("ids") Collection<Long> ids);
}

这里只需要声明接口，无需实现方法。接口中的几个关键信息：

  • @FeignClient("item-service") ：声明服务名称
  • @GetMapping ：声明请求方式
  • @GetMapping("/items") ：声明请求路径
  • @RequestParam("ids") Collection<Long> ids ：声明请求参数
  • List<ItemDTO> ：返回值类型

有了上述信息，OpenFeign就可以利用动态代理帮我们实现这个方法，并且向http://item-service/items发送一个GET请求，携带ids为请求参数，并自动将返回值处理为List<ItemDTO>。

我们只需要直接调用这个方法，即可实现远程调用了。

使用 FeignClient ​

改造之前远程调用的复杂代码

java
@Resource
private ItemClient itemClient;

private void handleCartItems(List<CartVO> vos) {
   ...

    List<ItemDTO> items =  itemClient.queryItemByIds(itemIds);
   
   ...
}

feign 替我们完成了服务拉取、负载均衡、发送 http 请求的所有工作，是不是看起来优雅多了。

而且，这里我们不再需要 RestTemplate 了，还省去了 RestTemplate 的注册。

连接池 ​

连接池的作用：

  1. 性能优化：避免每次请求都建立新的 TCP 连接
  2. 资源复用：重用已存在的连接，减少系统资源消耗
  3. 连接管理：控制并发连接数，防止系统过载

简单来说就是： 复用 HTTP 连接提升性能的机制，避免频繁创建/销毁 TCP 连接。

我们可以选择 OKHttp 连接池

xml
<!--OK http 的依赖 -->
<dependency>
  <groupId>io.github.openfeign</groupId>
  <artifactId>feign-okhttp</artifactId>
</dependency>

开启连接池

yml
feign:
  okhttp:
    enabled: true

日志配置 ​

OpenFeign 只会在 FeignClient 所在包的日志级别为 DEBUG 时，才会输出日志。下面是日志的四个级别：

  • 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。

Feign 默认的日志级别就是 NONE，所以默认我们看不到请求日志。

java
package com.hmall.api.config;

import feign.Logger;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

public class DefaultFeignConfig {
    @Bean
    public Logger.Level feignLogLevel(){
        return Logger.Level.FULL;
    }
}

接下来，要让日志级别生效，还需要配置这个类

  • 局部生效：在某个 FeignClient 中配置，只对当前 FeignClient 生效
Java
@FeignClient(value = "item-service", configuration = DefaultFeignConfig.class)
  • 全局生效：在 @EnableFeignClients 中配置，针对所有 FeignClient 生效。
Java
@EnableFeignClients(defaultConfiguration = DefaultFeignConfig.class)

日志格式：

Plain
17:35:32:148 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] ---> GET http://item-service/items?ids=100000006163 HTTP/1.1
17:35:32:148 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] ---> END HTTP (0-byte body)
17:35:32:278 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] <--- HTTP/1.1 200  (127ms)
17:35:32:279 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] connection: keep-alive
17:35:32:279 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] content-type: application/json
17:35:32:279 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] date: Fri, 26 May 2023 09:35:32 GMT
17:35:32:279 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] keep-alive: timeout=60
17:35:32:279 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] transfer-encoding: chunked
17:35:32:279 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] 
17:35:32:280 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] [{"id":100000006163,"name":"巴布豆(BOBDOG)柔薄悦动婴儿拉拉裤XXL码80片(15kg以上)","price":67100,"stock":10000,"image":"https://m.360buyimg.com/mobilecms/s720x720_jfs/t23998/350/2363990466/222391/a6e9581d/5b7cba5bN0c18fb4f.jpg!q70.jpg.webp","category":"拉拉裤","brand":"巴布豆","spec":"{}","sold":11,"commentCount":33343434,"isAD":false,"status":2}]
17:35:32:281 DEBUG 18620 --- [nio-8082-exec-1] com.hmall.api.client.ItemClient          : [ItemClient#queryItemByIds] <--- END HTTP (369-byte body)