springcloud微服务架构搭建过程

项目地址：源代码

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

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

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

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

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，

并修改对应conf文件夹下的application.properties文件端口配置

再将conf下的cluster.conf.example 复制一份并修改后缀为conf

将其他nacos地址配置在cluster.conf中

依次启动服务：
windows命令：./startup.cmd
linux命令: sh ./startup.sh
访问对应nacos

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

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: 8080servlet:context-path: /spring:application:name: wdz-gatewayprofiles: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}.ymlcloud: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

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：userserviceribbon: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：userserviceribbon: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

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{@Beanpublic 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：

system项目引用
EnableFeignClients.clients 指定feignClient接口，及默认配置

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

目标服务接口

测试结果：

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 {@Beanpublic 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*/@Beanpublic FanoutExchange fanoutExchange() {return new FanoutExchange("demo.fanout");}@Beanpublic Queue fanoutQueue() {return new Queue("demo.fanout");}/*** 绑定交换机与队列关系** @param fanoutExchange* @param fanoutQueue* @return*/@Beanpublic 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*/@Beanpublic FanoutExchange fanoutExchange() {return new FanoutExchange("demo.fanout");}@Beanpublic Queue fanoutQueue() {return new Queue("demo.fanout2");}/*** 绑定交换机与队列关系** @param fanoutExchange* @param fanoutQueue* @return*/@Beanpublic 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();
}

Sentinel

分布式事务seata

事务（transaction）：遵守ACID原则

原子性（Atomicity）：事务中的所有操作，要么全部成功，要么全部失败
一致性（consistency）：要保证数据库内部完整性的约束、声明性约束
隔离性（isolation）：对同一自愿操作的事务不能同时发生
持久性（durability）：对数据库的一切修改将永久保存，不管是否出现故障

演示案例：

下单流程：
订单服务创建订单–>账户服务扣减余额–>商品服务扣减库存
1、访问订单服务创建订单
2、通过feign调用user扣减余额
3、通过feign调用goods扣减库存

feign接口

@FeignClient(value = "wdz-goods")
public interface RemoteGoodsService {@GetMapping("/goods/subtractStock")void subtractStock(@PathVariable("username") String username);}

@FeignClient(value = "wdz-user")
public interface RemoteUserService {@GetMapping("/user/subtractBalance")void subtractBalance();
}

控制器代码

订单服务控制器

@RestController
@RequestMapping("order")
public class OrderController {@Autowiredprivate RemoteGoodsService remoteGoodsService;@Autowiredprivate RemoteUserService remoteUserService;@GetMapping("create")public void create(){System.out.println("订单服务：创建了订单");remoteGoodsService.subtractStock();remoteUserService.subtractBalance();}
}

用户服务控制器代码

@RestController
@RequestMapping("user")
public class UserController {@GetMapping("subtractBalance")public void subtractBalance(){System.out.println("用戶服务：减余额");}
}

商品控制器代码

@RestController
@RequestMapping("goods")
public class GoodsController {@GetMapping("subtractStock")public void subtractStock(){System.out.println("商品服务：减少了库存");}
}

依次启动nacos-->gateway-->user-->goods-->order
访问：http://localhost:8080/order/order/create
订单服务：创建了订单
用戶服务：减余额
商品服务：减少了库存