深入浅出 -- 系统架构之微服务架构

1.1 微服务的架构特征：

单一职责：微服务拆分粒度更小，每一个服务都对应唯一的业务能力，做到单一职责
自治：团队独立、技术独立、数据独立，独立部署和交付
面向服务：服务提供统一标准的接口，与语言和技术无关
隔离性强：服务调用做好隔离、容错、降级，避免出现级联问题

微服务的上述特性其实是在给分布式架构制定一个标准，进一步降低服务之间的耦合度，提供服务的独立性和灵活性。做到高内聚，低耦合。

因此，可以认为微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案 。

但方案该怎么落地？选用什么样的技术栈？全球的互联网公司都在积极尝试自己的微服务落地方案。

其中在Java领域最引人注目的就是SpringCloud提供的方案了。

1.2.SpringCloud

SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。官网地址：https://spring.io/projects/spring-cloud。

SpringCloud集成了各种微服务功能组件，并基于SpringBoot实现了这些组件的自动装配，从而提供了良好的开箱即用体验。

其中常见的组件包括：

*另外，SpringCloud底层是依赖于SpringBoot的，并且有版本的兼容关系，如下：

笔记采用的SpringBoot版本是2.3.x版本。

1.3.总结

单体架构：简单方便，高度耦合，扩展性差，适合小型项目。例如：学生管理系统
分布式架构：松耦合，扩展性好，但架构复杂，难度大。适合大型互联网项目，例如：京东、淘宝
微服务：一种良好的分布式架构方案
①优点：拆分粒度更小、服务更独立、耦合度更低
②缺点：架构非常复杂，运维、监控、部署难度提高

SpringCloud是微服务架构的一站式解决方案，集成了各种优秀微服务功能组件

2.服务拆分和远程调用

任何分布式架构都离不开服务的拆分，微服务也是一样。
 

2.1.服务拆分原则

不同微服务，不要重复开发相同业务
微服务数据独立，不要访问其它微服务的数据库
微服务可以将自己的业务暴露为接口，供其它微服务调用

2.2.服务拆分示例

以资料中的微服务cloud-demo为例，其结构如下：

cloud-demo：父工程，管理依赖

order-service：订单微服务，负责订单相关业务
user-service：用户微服务，负责用户相关业务

要求：

订单微服务和用户微服务都必须有各自的数据库，相互独立
订单服务和用户服务都对外暴露Restful的接口
订单服务如果需要查询用户信息，只能调用用户服务的Restful接口，不能查询用户数据库

2.2.1.导入Sql语句
首先，将资料提供的cloud-order.sql和cloud-user.sql导入到mysql中：

cloud-user表中初始数据如下：

cloud-order表中初始数据如下：

cloud-order表中持有cloud-user表中的id字段。

2.2.2.导入demo工程

用IDEA导入资料提供的Demo：

项目结构如下：

导入后，会在IDEA右下角出现弹窗：

点击弹窗，然后按下图选择：

会出现这样的菜单：

配置下项目使用的JDK：

2.3.实现远程调用案例

在order-service服务中，有一个根据id查询订单的接口：

根据id查询订单，返回值是Order对象，如图：

其中的user为null

在user-service中有一个根据id查询用户的接口：

查询的结果如图：

2.3.1.案例需求：

修改order-service中的根据id查询订单业务，要求在查询订单的同时，根据订单中包含的userId查询出用户信息，一起返回。

因此，我们需要在order-service中 向user-service发起一个http的请求，调用http://localhost:8081/user/{userId}这个接口。

大概的步骤是这样的：

注册一个RestTemplate的实例到Spring容器
修改order-service服务中的OrderService类中的queryOrderById方法，根据Order对象中的userId查询User
将查询的User填充到Order对象，一起返回

2.3.2.注册RestTemplate

首先，我们在order-service服务中的OrderApplication启动类中，注册RestTemplate实例：

package cn.itcast.order;import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;@MapperScan("cn.itcast.order.mapper")
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);}@Beanpublic RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();}
}

2.3.3.实现远程调用

修改order-service服务中的cn.itcast.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法：

2.4.提供者与消费者

在服务调用关系中，会有两个不同的角色：

服务提供者：一次业务中，被其它微服务调用的服务。（提供接口给其它微服务）

服务消费者：一次业务中，调用其它微服务的服务。（调用其它微服务提供的接口）

但是，服务提供者与服务消费者的角色并不是绝对的，而是相对于业务而言。

如果服务A调用了服务B，而服务B又调用了服务C，服务B的角色是什么？

对于A调用B的业务而言：A是服务消费者，B是服务提供者
对于B调用C的业务而言：B是服务消费者，C是服务提供者
因此，服务B既可以是服务提供者，也可以是服务消费者。

3.Eureka注册中心

假如我们的服务提供者user-service部署了多个实例，如图：

大家思考几个问题：

order-service在发起远程调用的时候，该如何得知user-service实例的ip地址和端口？
有多个user-service实例地址，order-service调用时该如何选择？
order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康，是不是已经宕机？

3.1.Eureka的结构和作用

这些问题都需要利用SpringCloud中的注册中心来解决，其中最广为人知的注册中心就是Eureka，其结构如下：
 

回答之前的各个问题。

问题1：order-service如何得知user-service实例地址？

获取地址信息的流程如下：

user-service服务实例启动后，将自己的信息注册到eureka-server（Eureka服务端）。这个叫服务注册
eureka-server保存服务名称到服务实例地址列表的映射关系
order-service根据服务名称，拉取实例地址列表。这个叫服务发现或服务拉取
问题2：order-service如何从多个user-service实例中选择具体的实例？

order-service从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址
向该实例地址发起远程调用
问题3：order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康，是不是已经宕机？

user-service会每隔一段时间（默认30秒）向eureka-server发起请求，报告自己状态，称为心跳
当超过一定时间没有发送心跳时，eureka-server会认为微服务实例故障，将该实例从服务列表中剔除
order-service拉取服务时，就能将故障实例排除了

因此，接下来我们动手实践的步骤包括：

3.2.搭建eureka-server

首先大家注册中心服务端：eureka-server，这必须是一个独立的微服务

3.2.1.创建eureka-server服务

在cloud-demo父工程下，创建一个子模块：

填写模块信息：

然后填写服务信息：

3.2.2.引入eureka依赖

引入SpringCloud为eureka提供的starter依赖：

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>

3.2.3.编写启动类

给eureka-server服务编写一个启动类，一定要添加一个@EnableEurekaServer注解，开启eureka的注册中心功能：

package cn.itcast.eureka;import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);}
}

3.2.4.编写配置文件

编写一个application.yml文件，内容如下：

server:port: 10086
spring:application:name: eureka-server
eureka:client:service-url: defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3.2.5.启动服务

启动微服务，然后在浏览器访问：http://127.0.0.1:10086

看到下面结果应该是成功了：

3.3.服务注册

下面，我们将user-service注册到eureka-server中去。

1）引入依赖
在user-service的pom文件中，引入下面的eureka-client依赖：

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

2）配置文件
在user-service中，修改application.yml文件，添加服务名称、eureka地址：

spring:application:name: userservice
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3）启动多个user-service实例
为了演示一个服务有多个实例的场景，我们添加一个SpringBoot的启动配置，再启动一个user-service。

首先，复制原来的user-service启动配置：

然后，在弹出的窗口中，填写信息：

现在，SpringBoot窗口会出现两个user-service启动配置：

不过，第一个是8081端口，第二个是8082端口。

启动两个user-service实例：

查看eureka-server管理页面：

3.4.服务发现

下面，我们将order-service的逻辑修改：向eureka-server拉取user-service的信息，实现服务发现。

1）引入依赖
之前说过，服务发现、服务注册统一都封装在eureka-client依赖，因此这一步与服务注册时一致。

在order-service的pom文件中，引入下面的eureka-client依赖：

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

2）配置文件
服务发现也需要知道eureka地址，因此第二步与服务注册一致，都是配置eureka信息：

在order-service中，修改application.yml文件，添加服务名称、eureka地址：

spring:application:name: orderservice
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3）服务拉取和负载均衡
最后，我们要去eureka-server中拉取user-service服务的实例列表，并且实现负载均衡。

不过这些动作不用我们去做，只需要添加一些注解即可。

在order-service的OrderApplication中，给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解：

修改order-service服务中的cn.itcast.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法。修改访问的url路径，用服务名代替ip、端口：

spring会自动帮助我们从eureka-server端，根据userservice这个服务名称，获取实例列表，而后完成负载均衡。

4.Ribbon负载均衡

上一节中，我们添加了@LoadBalanced注解，即可实现负载均衡功能，这是什么原理呢？

4.1.负载均衡原理

SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件，来实现负载均衡功能的。

那么我们发出的请求明明是http://userservice/user/1，怎么变成了http://localhost:8081的呢？

4.2.源码跟踪

为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢？之前还要获取ip和端口。

显然有人帮我们根据service名称，获取到了服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor，这个类会在对RestTemplate的请求进行拦截，然后从Eureka根据服务id获取服务列表，随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息，替换服务id。

我们进行源码跟踪：

1）LoadBalancerIntercepor

可以看到这里的intercept方法，拦截了用户的HttpRequest请求，然后做了几件事：

request.getURI()：获取请求uri，本例中就是 http://user-service/user/8
originalUri.getHost()：获取uri路径的主机名，其实就是服务id，user-service
this.loadBalancer.execute()：处理服务id，和用户请求。
这里的this.loadBalancer是LoadBalancerClient类型，我们继续跟入。

2）LoadBalancerClient
继续跟入execute方法：

代码是这样的：

getLoadBalancer(serviceId)：根据服务id获取ILoadBalancer，而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存起来。
getServer(loadBalancer)：利用内置的负载均衡算法，从服务列表中选择一个。本例中，可以看到获取了8082端口的服务
放行后，再次访问并跟踪，发现获取的是8081：

果然实现了负载均衡。

3）负载均衡策略IRule
在刚才的代码中，可以看到获取服务使通过一个getServer方法来做负载均衡:

我们继续跟入：

继续跟踪源码chooseServer方法，发现这么一段代码：

我们看看这个rule是谁：

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule，看类的介绍：

这不就是轮询的意思嘛。

到这里，整个负载均衡的流程我们就清楚了。

4）总结
SpringCloudRibbon的底层采用了一个拦截器，拦截了RestTemplate发出的请求，对地址做了修改。用一幅图来总结一下：

基本流程如下：

拦截我们的RestTemplate请求http://userservice/user/1
RibbonLoadBalancerClient会从请求url中获取服务名称，也就是user-service
DynamicServerListLoadBalancer根据user-service到eureka拉取服务列表
eureka返回列表，localhost:8081、localhost:8082
IRule利用内置负载均衡规则，从列表中选择一个，例如localhost:8081
RibbonLoadBalancerClient修改请求地址，用localhost:8081替代userservice，得到http://localhost:8081/user/1，发起真实请求

4.3.负载均衡策略

4.3.1.负载均衡策略
负载均衡的规则都定义在IRule接口中，而IRule有很多不同的实现类：

不同规则的含义如下：

内置负载均衡规则类

规则描述

RoundRobinRule

简单轮询服务列表来选择服务器。它是Ribbon默认的负载均衡规则。

AvailabilityFilteringRule

对以下两种服务器进行忽略： （1）在默认情况下，这台服务器如果3次连接失败，这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续30秒，如果再次连接失败，短路的持续时间就会几何级地增加。 （2）并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高，配置了AvailabilityFilteringRule规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限，可以由客户端的..ActiveConnectionsLimit属性进行配置。

WeightedResponseTimeRule

为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长，这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器，这个权重值会影响服务器的选择。

ZoneAvoidanceRule

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，这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。

BestAvailableRule

忽略那些短路的服务器，并选择并发数较低的服务器。

RandomRule

随机选择一个可用的服务器。

RetryRule

重试机制的选择逻辑

默认的实现就是ZoneAvoidanceRule，是一种轮询方案

4.3.2.自定义负载均衡策略

通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则，有两种方式：

代码方式：在order-service中的OrderApplication类中，定义一个新的IRule：

@Bean
public IRule randomRule(){return new RandomRule();
}

配置文件方式：在order-service的application.yml文件中，添加新的配置也可以修改规则：
复制 

userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是userservice服务ribbon:NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则

4.4.饥饿加载

Ribbon默认是采用懒加载，即第一次访问时才会去创建LoadBalanceClient，请求时间会很长。

而饥饿加载则会在项目启动时创建，降低第一次访问的耗时，通过下面配置开启饥饿加载：

ribbon:eager-load:enabled: trueclients: userservice

5.Nacos注册中心

国内公司一般都推崇阿里巴巴的技术，比如注册中心，SpringCloudAlibaba也推出了一个名为Nacos的注册中心。

5.1.认识和安装Nacos

 Nacos是阿里巴巴的产品，现在是 SpringCloud中的一个组件。相比 Eureka功能更加丰富，在国内受欢迎程度较高。

安装方式参考： Nacos安装指南

5.2.服务注册到nacos

Nacos是SpringCloudAlibaba的组件，而SpringCloudAlibaba也遵循SpringCloud中定义的服务注册、服务发现规范。因此使用Nacos和使用Eureka对于微服务来说，并没有太大区别。

主要差异在于：

依赖不同
服务地址不同

1）引入依赖

在cloud-demo父工程的pom文件中的<dependencyManagement>中引入SpringCloudAlibaba的依赖：

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId><version>2.2.6.RELEASE</version><type>pom</type><scope>import</scope>
</dependency>

然后在user-service和order-service中的pom文件中引入nacos-discovery依赖：

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

注意：不要忘了注释掉eureka的依赖

2）配置nacos地址

在user-service和order-service的application.yml中添加nacos地址：

spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848

注意：不要忘了注释掉eureka的地址

3）重启

重启微服务后，登录nacos管理页面，可以看到微服务信息：

5.3.服务分级存储模型

一个服务可以有多个实例，例如我们的user-service，可以有:

127.0.0.1:8081
127.0.0.1:8082
127.0.0.1:8083
假如这些实例分布于全国各地的不同机房，例如：

127.0.0.1:8081，在上海机房
127.0.0.1:8082，在上海机房
127.0.0.1:8083，在杭州机房
Nacos就将同一机房内的实例 划分为一个集群。

也就是说，user-service是服务，一个服务可以包含多个集群，如杭州、上海，每个集群下可以有多个实例，形成分级模型，如图：

微服务互相访问时，应该尽可能访问同集群实例，因为本地访问速度更快。当本集群内不可用时，才访问其它集群。例如：

杭州机房内的order-service应该优先访问同机房的user-service。

5.3.1.给user-service配置集群
修改user-service的application.yml文件，添加集群配置：

spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848discovery:cluster-name: HZ # 集群名称

重启两个user-service实例后，我们可以在nacos控制台看到下面结果：

我们再次复制一个user-service启动配置，添加属性：

-Dserver.port=8083 -Dspring.cloud.nacos.discovery.cluster-name=SH

配置如图所示：

启动UserApplication3后再次查看nacos控制台：

5.3.2.同集群优先的负载均衡

默认的ZoneAvoidanceRule并不能实现根据同集群优先来实现负载均衡。

因此Nacos中提供了一个NacosRule的实现，可以优先从同集群中挑选实例。

1）给order-service配置集群信息

修改order-service的application.yml文件，添加集群配置：

spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848discovery:cluster-name: HZ # 集群名称

2）修改负载均衡规则

修改order-service的application.yml文件，修改负载均衡规则：

userservice:ribbon:NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则

5.4.权重配置

实际部署中会出现这样的场景：

服务器设备性能有差异，部分实例所在机器性能较好，另一些较差，我们希望性能好的机器承担更多的用户请求。

但默认情况下NacosRule是同集群内随机挑选，不会考虑机器的性能问题。

因此，Nacos提供了权重配置来控制访问频率，权重越大则访问频率越高。

在nacos控制台，找到user-service的实例列表，点击编辑，即可修改权重：

在弹出的编辑窗口，修改权重：

注意：如果权重修改为0，则该实例永远不会被访问

5.5.环境隔离

Nacos提供了namespace来实现环境隔离功能。

nacos中可以有多个namespace
namespace下可以有group、service等
不同namespace之间相互隔离，例如不同namespace的服务互相不可见

5.5.1.创建namespace
默认情况下，所有service、data、group都在同一个namespace，名为public：

我们可以点击页面新增按钮，添加一个namespace：

然后，填写表单：

就能在页面看到一个新的namespace：

5.5.2.给微服务配置namespace
给微服务配置namespace只能通过修改配置来实现。

例如，修改order-service的application.yml文件：

spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848discovery:cluster-name: HZnamespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间，填ID

重启order-service后，访问控制台，可以看到下面的结果：

此时访问order-service，因为namespace不同，会导致找不到userservice，控制台会报错：

5.6.Nacos与Eureka的区别

Nacos的服务实例分为两种l类型：

临时实例：如果实例宕机超过一定时间，会从服务列表剔除，默认的类型。
非临时实例：如果实例宕机，不会从服务列表剔除，也可以叫永久实例。
配置一个服务实例为永久实例：

spring:cloud:nacos:discovery:ephemeral: false # 设置为非临时实例

Nacos和Eureka整体结构类似，服务注册、服务拉取、心跳等待，但是也存在一些差异：

Nacos与eureka的共同点

都支持服务注册和服务拉取
都支持服务提供者心跳方式做健康检测

Nacos与Eureka的区别

Nacos支持服务端主动检测提供者状态：临时实例采用心跳模式，非临时实例采用主动检测模式
临时实例心跳不正常会被剔除，非临时实例则不会被剔除
Nacos支持服务列表变更的消息推送模式，服务列表更新更及时
Nacos集群默认采用AP方式，当集群中存在非临时实例时，采用CP模式；Eureka采用AP方式

6.Nacos配置管理

Nacos除了可以做注册中心，同样可以做配置管理来使用。

6.1.统一配置管理

当微服务部署的实例越来越多，达到数十、数百时，逐个修改微服务配置就会让人抓狂，而且很容易出错。我们需要一种统一配置管理方案，可以集中管理所有实例的配置。

Nacos一方面可以将配置集中管理，另一方可以在配置变更时，及时通知微服务，实现配置的热更新。

1.1.1.在nacos中添加配置文件
如何在nacos中管理配置呢？

然后在弹出的表单中，填写配置信息：

注意：项目的核心配置，需要热更新的配置才有放到nacos管理的必要。基本不会变更的一些配置还是保存在微服务本地比较好。

1.1.2.从微服务拉取配置
微服务要拉取nacos中管理的配置，并且与本地的application.yml配置合并，才能完成项目启动。

但如果尚未读取application.yml，又如何得知nacos地址呢？

因此spring引入了一种新的配置文件：bootstrap.yaml/bootstrap.yml文件，会在application.yml之前被读取，流程如下：

1）引入nacos-config依赖

首先，在user-service服务中，引入nacos-config的客户端依赖：

<!--nacos配置管理依赖-->
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>

2）添加bootstrap.yaml

然后，在user-service中添加一个bootstrap.yaml文件，内容如下：

spring:application:name: userservice # 服务名称profiles:active: dev #开发环境，这里是dev cloud:nacos:server-addr: localhost:8848 # Nacos地址config:file-extension: yaml # 文件后缀名

这里会根据spring.cloud.nacos.server-addr获取nacos地址，再根据

${spring.application.name}-${spring.profiles.active}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}作为文件id，来读取配置。

本例中，就是去读取userservice-dev.yaml：

3）读取nacos配置

在user-service中的UserController中添加业务逻辑，读取pattern.dateformat配置：

完整代码：

package cn.itcast.user.web;import cn.itcast.user.pojo.User;
import cn.itcast.user.service.UserService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {@Autowiredprivate UserService userService;@Value("${pattern.dateformat}")private String dateformat;@GetMapping("now")public String now(){return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(dateformat));}// ...略
}

在页面访问，可以看到效果：

1.2.配置热更新
我们最终的目的，是修改nacos中的配置后，微服务中无需重启即可让配置生效，也就是配置热更新。

要实现配置热更新，可以使用两种方式：

1.2.1.方式一
在@Value注入的变量所在类上添加注解@RefreshScope：

1.2.2.方式二
使用@ConfigurationProperties注解代替@Value注解。

在user-service服务中，添加一个类，读取patterrn.dateformat属性：

package cn.itcast.user.config;import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;@Component
@Data
@ConfigurationProperties(prefix = "pattern")
public class PatternProperties {private String dateformat;
}

在UserController中使用这个类代替@Value：

完整代码：

package cn.itcast.user.web;import cn.itcast.user.config.PatternProperties;
import cn.itcast.user.pojo.User;
import cn.itcast.user.service.UserService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {@Autowiredprivate UserService userService;@Autowiredprivate PatternProperties patternProperties;@GetMapping("now")public String now(){return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(patternProperties.getDateformat()));}// 略
}

1.3.配置共享
其实微服务启动时，会去nacos读取多个配置文件，例如：

[spring.application.name]-[spring.profiles.active].yaml，例如：userservice-dev.yaml
[spring.application.name].yaml，例如：userservice.yaml
而[spring.application.name].yaml不包含环境，因此可以被多个环境共享。

下面我们通过案例来测试配置共享

1）添加一个环境共享配置
我们在nacos中添加一个userservice.yaml文件：

2）在user-service中读取共享配置
在user-service服务中，修改PatternProperties类，读取新添加的属性：

在user-service服务中，修改UserController，添加一个方法：

3）运行两个UserApplication，使用不同的profile
修改UserApplication2这个启动项，改变其profile值：

这样，UserApplication(8081)使用的profile是dev，UserApplication2(8082)使用的profile是test。

启动UserApplication和UserApplication2

访问http://localhost:8081/user/prop，结果：

访问http://localhost:8082/user/prop，结果：

可以看出来，不管是dev，还是test环境，都读取到了envSharedValue这个属性的值。

4）配置共享的优先级
当nacos、服务本地同时出现相同属性时，优先级有高低之分：

1.4.搭建Nacos集群
Nacos生产环境下一定要部署为集群状态，部署方式参考 Nacos集群部署

2.Feign远程调用
先来看我们以前利用RestTemplate发起远程调用的代码：

存在下面的问题：

代码可读性差，编程体验不统一
参数复杂URL难以维护
Feign是一个声明式的http客户端，官方地址：https://github.com/OpenFeign/feign

其作用就是帮助我们优雅的实现http请求的发送，解决上面提到的问题。

2.1.Feign替代RestTemplate
Fegin的使用步骤如下：

1）引入依赖
我们在order-service服务的pom文件中引入feign的依赖：

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

2）添加注解
在order-service的启动类添加注解开启Feign的功能：

3）编写Feign的客户端
在order-service中新建一个接口，内容如下：

package cn.itcast.order.client;import cn.itcast.order.pojo.User;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;@FeignClient("userservice")
public interface UserClient {@GetMapping("/user/{id}")User findById(@PathVariable("id") Long id);
}

这个客户端主要是基于SpringMVC的注解来声明远程调用的信息，比如：

服务名称：userservice
请求方式：GET
请求路径：/user/{id}
请求参数：Long id
返回值类型：User
这样，Feign就可以帮助我们发送http请求，无需自己使用RestTemplate来发送了。

4）测试
修改order-service中的OrderService类中的queryOrderById方法，使用Feign客户端代替RestTemplate：

是不是看起来优雅多了。

5）总结
使用Feign的步骤：

① 引入依赖

② 添加@EnableFeignClients注解

③ 编写FeignClient接口

④ 使用FeignClient中定义的方法代替RestTemplate

2.2.自定义配置
Feign可以支持很多的自定义配置，如下表所示：

一般情况下，默认值就能满足我们使用，如果要自定义时，只需要创建自定义的@Bean覆盖默认Bean即可。

下面以日志为例来演示如何自定义配置。

2.2.1.配置文件方式
基于配置文件修改feign的日志级别可以针对单个服务：

feign:  client:config: userservice: # 针对某个微服务的配置loggerLevel: FULL #  日志级别

也可以针对所有服务：

feign:  client:config: default: # 这里用default就是全局配置，如果是写服务名称，则是针对某个微服务的配置loggerLevel: FULL #  日志级别

而日志的级别分为四种：

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。
2.2.2.Java代码方式
也可以基于Java代码来修改日志级别，先声明一个类，然后声明一个Logger.Level的对象：

public class DefaultFeignConfiguration  {@Beanpublic Logger.Level feignLogLevel(){return Logger.Level.BASIC; // 日志级别为BASIC}
}

如果要全局生效，将其放到启动类的@EnableFeignClients这个注解中：

@EnableFeignClients(defaultConfiguration = DefaultFeignConfiguration .class)
1.
如果是局部生效，则把它放到对应的@FeignClient这个注解中：

@FeignClient(value = "userservice", configuration = DefaultFeignConfiguration .class)
1.
2.3.Feign使用优化
Feign底层发起http请求，依赖于其它的框架。其底层客户端实现包括：

•URLConnection：默认实现，不支持连接池

•Apache HttpClient ：支持连接池

•OKHttp：支持连接池

因此提高Feign的性能主要手段就是使用连接池代替默认的URLConnection。

这里我们用Apache的HttpClient来演示。

1）引入依赖

在order-service的pom文件中引入Apache的HttpClient依赖：

<!--httpClient的依赖 -->
<dependency><groupId>io.github.openfeign</groupId><artifactId>feign-httpclient</artifactId>
</dependency>

2）配置连接池

在order-service的application.yml中添加配置：

feign:client:config:default: # default全局的配置loggerLevel: BASIC # 日志级别，BASIC就是基本的请求和响应信息httpclient:enabled: true # 开启feign对HttpClient的支持max-connections: 200 # 最大的连接数max-connections-per-route: 50 # 每个路径的最大连接数

接下来，在FeignClientFactoryBean中的loadBalance方法中打断点：

Debug方式启动order-service服务，可以看到这里的client，底层就是Apache HttpClient：

总结，Feign的优化：

1.日志级别尽量用basic

2.使用HttpClient或OKHttp代替URLConnection

① 引入feign-httpClient依赖

② 配置文件开启httpClient功能，设置连接池参数

2.4.最佳实践
所谓最近实践，就是使用过程中总结的经验，最好的一种使用方式。

自习观察可以发现，Feign的客户端与服务提供者的controller代码非常相似：

feign客户端：

UserController：

有没有一种办法简化这种重复的代码编写呢？

2.4.1.继承方式
一样的代码可以通过继承来共享：

1）定义一个API接口，利用定义方法，并基于SpringMVC注解做声明。

2）Feign客户端和Controller都集成改接口

优点：

简单
实现了代码共享
缺点：

服务提供方、服务消费方紧耦合
参数列表中的注解映射并不会继承，因此Controller中必须再次声明方法、参数列表、注解

2.4.2.抽取方式

将Feign的Client抽取为独立模块，并且把接口有关的POJO、默认的Feign配置都放到这个模块中，提供给所有消费者使用。

例如，将UserClient、User、Feign的默认配置都抽取到一个feign-api包中，所有微服务引用该依赖包，即可直接使用。

2.4.3.实现基于抽取的最佳实践
1）抽取
首先创建一个module，命名为feign-api：

项目结构：

在feign-api中然后引入feign的starter依赖

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

然后，order-service中编写的UserClient、User、DefaultFeignConfiguration都复制到feign-api项目中

2）在order-service中使用feign-api
首先，删除order-service中的UserClient、User、DefaultFeignConfiguration等类或接口。

在order-service的pom文件中中引入feign-api的依赖：

<dependency><groupId>cn.itcast.demo</groupId><artifactId>feign-api</artifactId><version>1.0</version>
</dependency>

修改order-service中的所有与上述三个组件有关的导包部分，改成导入feign-api中的包

3）重启测试
重启后，发现服务报错了：

这是因为UserClient现在在cn.itcast.feign.clients包下，

而order-service的@EnableFeignClients注解是在cn.itcast.order包下，不在同一个包，无法扫描到UserClient。

4）解决扫描包问题
方式一：

指定Feign应该扫描的包：

@EnableFeignClients(basePackages = "cn.itcast.feign.clients")
 

方式二：

指定需要加载的Client接口：

@EnableFeignClients(clients = {UserClient.class})
 

3.Gateway服务网关
Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目，该项目是基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等响应式编程和事件流技术开发的网关，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。

3.1.为什么需要网关

Gateway网关是我们服务的守门神，所有微服务的统一入口。

网关的核心功能特性：

请求路由
权限控制
限流
架构图：

权限控制：网关作为微服务入口，需要校验用户是是否有请求资格，如果没有则进行拦截。

路由和负载均衡：一切请求都必须先经过gateway，但网关不处理业务，而是根据某种规则，把请求转发到某个微服务，这个过程叫做路由。当然路由的目标服务有多个时，还需要做负载均衡。

限流：当请求流量过高时，在网关中按照下流的微服务能够接受的速度来放行请求，避免服务压力过大。

在SpringCloud中网关的实现包括两种：

gateway
zuul
Zuul是基于Servlet的实现，属于阻塞式编程。而SpringCloudGateway则是基于Spring5中提供的WebFlux，属于响应式编程的实现，具备更好的性能。

3.2.gateway快速入门

下面，我们就演示下网关的基本路由功能。基本步骤如下：

创建SpringBoot工程gateway，引入网关依赖
编写启动类
编写基础配置和路由规则
启动网关服务进行测试
1）创建gateway服务，引入依赖
创建服务：

引入依赖：

<!--网关-->
<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<!--nacos服务发现依赖-->
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

2）编写启动类

package cn.itcast.gateway;import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);}
}

3）编写基础配置和路由规则
创建application.yml文件，内容如下：

server:port: 10010 # 网关端口
spring:application:name: gateway # 服务名称cloud:nacos:server-addr: localhost:8848 # nacos地址gateway:routes: # 网关路由配置- id: user-service # 路由id，自定义，只要唯一即可# uri: http://127.0.0.1:8081 # 路由的目标地址 http就是固定地址uri: lb://userservice # 路由的目标地址 lb就是负载均衡，后面跟服务名称predicates: # 路由断言，也就是判断请求是否符合路由规则的条件- Path=/user/** # 这个是按照路径匹配，只要以/user/开头就符合要求

我们将符合Path 规则的一切请求，都代理到 uri参数指定的地址。

本例中，我们将 /user/**开头的请求，代理到lb://userservice，lb是负载均衡，根据服务名拉取服务列表，实现负载均衡。

4）重启测试
重启网关，访问http://localhost:10010/user/1时，符合/user/**规则，请求转发到uri：http://userservice/user/1，得到了结果：

5）网关路由的流程图
整个访问的流程如下：

总结：

网关搭建步骤：

创建项目，引入nacos服务发现和gateway依赖
配置application.yml，包括服务基本信息、nacos地址、路由
路由配置包括：

路由id：路由的唯一标示
路由目标（uri）：路由的目标地址，http代表固定地址，lb代表根据服务名负载均衡
路由断言（predicates）：判断路由的规则，
路由过滤器（filters）：对请求或响应做处理
接下来，就重点来学习路由断言和路由过滤器的详细知识

3.3.断言工厂
我们在配置文件中写的断言规则只是字符串，这些字符串会被Predicate Factory读取并处理，转变为路由判断的条件

例如Path=/user/**是按照路径匹配，这个规则是由

org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory类来

处理的，像这样的断言工厂在SpringCloudGateway还有十几个:

我们只需要掌握Path这种路由方式就可以了。

3.4.过滤器工厂
GatewayFilter是网关中提供的一种过滤器，可以对进入网关的请求和微服务返回的响应做处理：

3.4.1.路由过滤器的种类
Spring提供了31种不同的路由过滤器工厂。例如：

3.4.2.请求头过滤器
下面我们以AddRequestHeader 为例来讲解。

需求：给所有进入userservice的请求添加一个请求头：Truth=itcast is freaking awesome!

只需要修改gateway服务的application.yml文件，添加路由过滤即可：

spring:cloud:gateway:routes:- id: user-service uri: lb://userservice predicates: - Path=/user/** filters: # 过滤器- AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome! # 添加请求头

当前过滤器写在userservice路由下，因此仅仅对访问userservice的请求有效。

3.4.3.默认过滤器
如果要对所有的路由都生效，则可以将过滤器工厂写到default下。格式如下：

spring:cloud:gateway:routes:- id: user-service uri: lb://userservice predicates: - Path=/user/**default-filters: # 默认过滤项- AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome!

3.4.4.总结
过滤器的作用是什么？

① 对路由的请求或响应做加工处理，比如添加请求头

② 配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效

defaultFilters的作用是什么？

① 对所有路由都生效的过滤器

3.5.全局过滤器
在Gateway过滤器，网关提供了31种，但每一种过滤器的作用都是固定的。如果我们希望拦截请求，做自己的业务逻辑则没办法实现。

3.5.1.全局过滤器作用
全局过滤器的作用也是处理一切进入网关的请求和微服务响应，与GatewayFilter的作用一样。区别在于GatewayFilter通过配置定义，处理逻辑是固定的；而GlobalFilter的逻辑需要自己写代码实现。

定义方式是实现GlobalFilter接口。

public interface GlobalFilter {/***  处理当前请求，有必要的话通过{@link GatewayFilterChain}将请求交给下一个过滤器处理** @param exchange 请求上下文，里面可以获取Request、Response等信息* @param chain 用来把请求委托给下一个过滤器 * @return {@code Mono<Void>} 返回标示当前过滤器业务结束*/Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}

在filter中编写自定义逻辑，可以实现下列功能：

登录状态判断
权限校验
请求限流等
3.5.2.自定义全局过滤器
需求：定义全局过滤器，拦截请求，判断请求的参数是否满足下面条件：

参数中是否有authorization，
authorization参数值是否为admin
如果同时满足则放行，否则拦截

实现：

在gateway中定义一个过滤器：
 

package cn.itcast.gateway.filters;import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;@Order(-1)
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter {@Overridepublic Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {// 1.获取请求参数MultiValueMap<String, String> params = exchange.getRequest().getQueryParams();// 2.获取authorization参数String auth = params.getFirst("authorization");// 3.校验if ("admin".equals(auth)) {// 放行return chain.filter(exchange);}// 4.拦截// 4.1.禁止访问，设置状态码exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.FORBIDDEN);// 4.2.结束处理return exchange.getResponse().setComplete();}
}

3.5.3.过滤器执行顺序
请求进入网关会碰到三类过滤器：当前路由的过滤器、DefaultFilter、GlobalFilter

请求路由后，会将当前路由过滤器和DefaultFilter、GlobalFilter，合并到一个过滤器链（集合）中，排序后依次执行每个过滤器：

排序的规则是什么呢？

每一个过滤器都必须指定一个int类型的order值，order值越小，优先级越高，执行顺序越靠前。
GlobalFilter通过实现Ordered接口，或者添加@Order注解来指定order值，由我们自己指定
路由过滤器和defaultFilter的order由Spring指定，默认是按照声明顺序从1递增。
当过滤器的order值一样时，会按照 defaultFilter > 路由过滤器 > GlobalFilter的顺序执行。
详细内容，可以查看源码：

org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionRouteLocator#getFilters()方法是先加载defaultFilters，然后再加载某个route的filters，然后合并。

org.springframework.cloud.gateway.handler.FilteringWebHandler#handle()方法会加载全局过滤器，与前面的过滤器合并后根据order排序，组织过滤器链

3.6.跨域问题
3.6.1.什么是跨域问题
跨域：域名不一致就是跨域，主要包括：

域名不同： www.taobao.com 和 www.taobao.org 和 www.jd.com 和 miaosha.jd.com
域名相同，端口不同：localhost:8080和localhost8081
跨域问题：浏览器禁止请求的发起者与服务端发生跨域ajax请求，请求被浏览器拦截的问题

解决方案：CORS，这个以前应该学习过，这里不再赘述了。不知道的小伙伴可以查看https://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/cors.html

3.6.2.模拟跨域问题
找到资料的页面文件：

放入tomcat或者nginx这样的web服务器中，启动并访问。

可以在浏览器控制台看到下面的错误：

从localhost:8090访问localhost:10010，端口不同，显然是跨域的请求。

3.6.3.解决跨域问题
在gateway服务的application.yml文件中，添加下面的配置：

spring:cloud:gateway:# 。。。globalcors: # 全局的跨域处理add-to-simple-url-handler-mapping: true # 解决options请求被拦截问题corsConfigurations:'[/**]':allowedOrigins: # 允许哪些网站的跨域请求 - "http://localhost:8090"allowedMethods: # 允许的跨域ajax的请求方式- "GET"- "POST"- "DELETE"- "PUT"- "OPTIONS"allowedHeaders: "*" # 允许在请求中携带的头信息allowCredentials: true # 是否允许携带cookiemaxAge: 360000 # 这次跨域检测的有效期