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微服务基础知识

news 2025/11/26 15:04:28

1、微服务基础知识

1.1 系统架构的演变

        随着互联⽹的发展，⽹站应⽤的规模不断扩⼤，常规的应⽤架构已⽆法应对，分布式服务架构以及微服 务架构势在必⾏，必需⼀个治理系统确保架构有条不紊的演进。

1.1.1 单体应用架构

        Web应⽤程序发展的早期，⼤部分web⼯程(包含前端⻚⾯,web层代码,service层代码,dao层代码)是将所有的功能模块,打包到⼀起并放在⼀个web容器中运⾏。

        比如搭建⼀个电商系统：客户下订单，商品展示，⽤户管理。这种将所有功能都部署在⼀个web容器中 运行的系统就叫做单体架构。

优点

①所有功能集成在一个项目工程中

②项目架构简单，前期开发成本低，周期短，适合小型项目

缺点

①全部功能集成在⼀个⼯程中，对于大型项目不易开发、扩展及维护。

②系统性能扩展只能通过扩展集群结点，成本⾼、有瓶颈。

③技术栈受限。

1.1.2 垂直应用架构

        当访问量逐渐增⼤，单⼀应⽤增加机器带来的加速度越来越⼩，将应⽤拆成互不相⼲的⼏个应⽤，以提升效率

优点

①项⽬架构简单，前期开发成本低，周期短，⼩型项⽬的⾸选。

②通过垂直拆分，原来的单体项⽬不⾄于⽆限扩⼤

③不同的项⽬可采⽤不同的技术。

缺点

①全部功能集成在⼀个⼯程中，对于⼤型项⽬不易开发、扩展及维护。

②系统性能扩展只能通过扩展集群结点，成本⾼、有瓶颈。

1.1.3 分布式SOA架构

        SOA 全称为 Service-Oriented Architecture，即⾯向服务的架构。它可以根据需求通过⽹络对松散耦合的粗粒度应⽤组件(服务)进⾏分布式部署、组合和使⽤。⼀个服务通常以独⽴的形式存在于操作系统进程中。

        站在功能的⻆度，把业务逻辑抽象成可复⽤、可组装的服务，通过服务的编排实现业务的快速再⽣，⽬ 的：把原先固有的业务功能转变为通⽤的业务服务，实现业务逻辑的快速复⽤。

        通过上⾯的描述可以发现 SOA 有如下⼏个特点：分布式、可重⽤、扩展灵活、松耦合

        当垂直应⽤越来越多，应⽤之间交互不可避免，将核⼼业务抽取出来，作为独⽴的服务，减少代码冗余，逐渐形成稳定 的服务中⼼，使前端应⽤能更快速的响应多变的市场需求

优点

①抽取公共的功能为服务,提⾼开发效率

②对不同的服务进⾏集群化部署解决系统压⼒

③基于ESB/DUBBO减少系统耦合

缺点

①抽取服务的粒度较⼤

②服务提供⽅与调⽤⽅接⼝耦合度较⾼

1.1.4 微服务架构

优点

①通过服务的原⼦化拆分，以及微服务的独⽴打包、部署和升级，⼩团队的交付周期将缩短，运维成本也将⼤幅度下降

②微服务遵循单⼀原则。微服务之间采⽤Restful等轻量协议传输。

缺点

①微服务过多，服务治理成本⾼，不利于系统维护

②分布式系统开发的技术成本⾼（容错、分布式事务等）

1.1.5 SOA与微服务的关系

        SOA（ Service Oriented Architecture ）“⾯向服务的架构”:他是⼀种设计⽅法，其中包含多个服务， 服务之间通过相互依赖最终提供⼀系列的功能。 ⼀个服务通常以独⽴的形式存在与操作系统进程中。各 个服务之间通过⽹络调⽤。

        微服务架构:其实和SOA 架构类似,微服务是在SOA上做的升华，微服务架构强调的⼀个重点是“业务需 要 彻底的组件化和服务化” ，原有的单个业务系统会拆分为多个可以独⽴开发、设计、运⾏的⼩应⽤。 这些⼩应⽤之间通过服务完成交互和集成。

 1.2常⻅微服务框架

1.2.1 SpringCloud

        Spring Cloud是⼀系列框架的有序集合。它利⽤Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基 础设施的开发，如服务发现注册、配置中⼼、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等，都可以⽤ Spring Boot的开发⻛格做到⼀键启动和部署。 Spring Cloud并没有重复制造轮⼦，它只是将⽬前各家 公司开发的⽐较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过Spring Boot⻛格进⾏再封装屏蔽掉 了复杂的配置和实现原理，最终给开发者留出了⼀套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发⼯具 包

1.2.2 ServiceComb

        Apache ServiceComb是业界第⼀个Apache微服务顶级项⽬， 是⼀个开源微服务解决⽅案,致⼒于帮助 企业、⽤户和开发者将企业应⽤轻松微服务化上云，并实现对微服务应⽤的⾼效运维管理。其提供⼀站 式开源微服务解决⽅案，融合SDK框架级、 0侵⼊ServiceMesh场景并⽀持多语⾔

1.2.3 ZeroC ICE

        ZeroC IceGrid是ZeroC公司的杰作，继承了CORBA的⾎统，是新⼀代的⾯向对象的分布式系统中间件。 作为⼀种微服务架构，它基于RPC框架发展⽽来，具有良好的性能与分布式能⼒

2、SpringCloud概述

2.1 微服务中的相关概念

2.1.1 服务注册与发现

服务注册：服务实例将⾃身服务信息注册到注册中⼼。这部分服务信息包括服务所在主机IP和提供服务 的Port ，以及暴露服务⾃身状态以及访问协议等信息。

服务发现：服务实例请求注册中⼼获取所依赖服务信息。服务实例通过注册中⼼，获取到注册到其中的 服务实例的信息，通过这些信息去请求它们提供的服务。

2.1.2 负载均衡

        负载均衡是⾼可⽤⽹络基础架构的关键组件，通常⽤于将⼯作负载分布到多个服务器来提⾼⽹站、应⽤、数据库或其他服务的性能和可靠性。

2.1.3 熔断

        熔断这⼀概念来源于电⼦⼯程中的断路器（Circuit Breaker）。在互联⽹系统中，当下游服务因访问压 ⼒过⼤⽽响应变慢或失败，上游服务为了保护系统整体的可⽤性，可以暂时切断对下游服务的调⽤。这 种牺牲局部，保全整体的措施就叫做熔断。

2.1.4 链路追踪

        随着微服务架构的流⾏，服务按照不同的维度进⾏拆分，⼀次请求往往需要涉及到多个服务。互联⽹应 ⽤构建在不同的软件模块集上，这些软件模块，有可能是由不同的团队开发、可能使⽤不同的编程语⾔ 来实现、有可能布在了⼏千台服务器，横跨多个不同的数据中⼼。因此，就需要对⼀次请求涉及的多个 服务链路进⾏⽇志记录，性能监控即链路追踪

2.1.5 API⽹关

        API⽹关直⾯意思是将所有API调⽤统⼀接⼊到API⽹关层，由⽹关层统⼀接⼊和输出。 ⼀个⽹关的基本 功能有：统⼀接⼊、安全防护、协议适配、流量管控、⻓短链接⽀持、容错能⼒。有了⽹关之后，各个 API服务提供团队可以专注于⾃⼰的的业务逻辑处理，⽽API⽹关更专注于安全、流量、路由等问题

2.2 SpringCloud的介绍

        Spring Cloud是⼀系列框架的有序集合。它利⽤Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基 础设施的开发，如服务发现注册、配置中⼼、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等，都可以⽤ Spring Boot的开发⻛格做到⼀键启动和部署。 Spring Cloud并没有重复制造轮⼦，它只是将⽬前各家 公司开发的⽐较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过Spring Boot⻛格进⾏再封装屏蔽掉 了复杂的配置和实现原理，最终给开发者留出了⼀套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发⼯具 包

2.3 SpringCloud的架构

2.3.1 SpringCloud中的核⼼组件

        Spring Cloud的本质是在 Spring Boot 的基础上，增加了⼀堆微服务相关的规范，并对应⽤上下⽂进⾏ 了功能增强。既然 Spring Cloud 是规范，那么就需要去实现，⽬前Spring Cloud 规范已有 Spring官 ⽅，Spring Cloud Netflix ，Spring Cloud Alibaba等实现。通过组件化的⽅式，Spring Cloud将这些实 现整合到⼀起构成全家桶式的微服务技术栈。

Spring Cloud Netflix组件:

组件名称作⽤
Eureka服务注册中⼼
Feign声明式服务调⽤
Ribbon客户端负载均衡
Hystrix客户端容错保护
ZuulAPI服务⽹关

Spring Cloud Alibaba组件:

组件名称作⽤
Nacos服务注册中⼼
Sentine客户端容错保护

Spring Cloud原⽣及其他组件:

组件名称作⽤
Consu服务注册中⼼
Config分布式配置中⼼
GatewayAPI服务⽹关
Sleuth/Zipkin分布式链路追踪

3、案例搭建

        使⽤微服务架构的分布式系统,微服务之间通过⽹络通信。我们通过服务提供者与服务消费者来描述微服 务间的调⽤关系。

        我们以电商系统中常⻅的⽤户下单为例，⽤户向订单微服务发起⼀个购买的请求。在进⾏保存订单之前 需要调⽤商品微服务查询当前商品库存，单价等信息。在这种场景下，订单微服务就是⼀个服务消费 者，商品微服务就是⼀个服务提供者：

3.1 数据库表

我们需要用到以下三个表：

3.2 服务模块

创建公共⽗模块

springcloud_alibaba：此模块需要导入本次微服务所有模块所需的所有坐标：

<?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><!-- 项目基本信息 --><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>springcloud_alibaba_8_19</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId></dependency></dependencies><name>springcloud_alibaba_8_19</name><description>Demo project for Spring Boot</description><!-- pom:父文件 --><packaging>pom</packaging><!-- 父项目的子模块 --><modules><module>shop_common</module><module>shop_user</module><module>shop_product</module><module>shop_order</module></modules><!-- 父工程 --><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>2.1.3.RELEASE</version></parent><!-- 依赖版本的锁定 --><properties><java.version>1.8</java.version><project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding><project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding><spring-cloud.version>Greenwich.RELEASE</spring-cloud.version><spring-cloud-alibaba.version>2.1.1.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version></properties><!--dependencyManagement所包含的坐标，子项目不会直接继承，需要声明才可继承--><dependencyManagement><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId><version>${spring-cloud.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId><version>${spring-cloud-alibaba.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency></dependencies></dependencyManagement>
</project>

//dependencyManagement所包含的坐标，子项目不会直接继承，需要声明才可继承

创建公共模块 

shop_common： ⽤于存放公共的实体类和⼯具类

//1.公共实体类(Order、Product、User)

//1.1 Order

//订单
@TableName("shop_order")
@Data
public class Order {@TableId(value = "oid",type = IdType.AUTO)private Long oid;//订单id//用户@TableField("uid")private Integer uid;//用户id@TableField("username")private String username;//用户名//商品@TableField("pid")private Integer pid;//商品id@TableField("pname")private String pname;//商品名称@TableField("pprice")private Double pprice;//商品单价//数量@TableField("number")private Integer number;//购买数量
}

//1.2 Product

//商品
@TableName(value = "shop_product")
@Data
public class Product {@TableId(value = "pid",type = IdType.AUTO)private Integer pid;//主键@TableField("pname")private String pname;//商品名称@TableField("pprice")private Double pprice;//商品价格@TableField("stock")private Integer stock;//库存
}

 //1.3 User

//用户
@TableName(value = "shop_user")
@Data
public class User {@TableId(value = "uid",type = IdType.AUTO)private Integer uid;//主键@TableField("username")private String username;//用户名@TableField("password")private String password;//密码@TableField("telephone")private String telephone;//手机号
}

//2.pom.xml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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><parent><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>springcloud_alibaba_8_19</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></parent><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>shop_common</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><!-- 依赖 --><dependencies><dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId><version>3.4.3</version></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.12</version></dependency><dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>fastjson</artifactId><version>1.2.56</version></dependency><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>8.0.16</version></dependency></dependencies>
</project>

创建订单微服务模块

shop_order ：端⼝号为809X

//1.配置文件(application.yml)

server:port: 8091
spring:application:name: service-orderdatasource:driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql:///testdb?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=trueusername: rootpassword: 123456

//2.pom.xml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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><parent><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>springcloud_alibaba_8_19</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></parent><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>shop_order</artifactId><version>0.0.1-SNAPSHOT</version><name>shop_order</name><description>Demo project for Spring Boot</description><dependencies><!-- springboot-web --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><!-- shop-common --><dependency><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>shop_common</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></dependency></dependencies>
</project>

 //3.搭建三层架构

//3.1 controller层--->OrderController类

@RestController
public class OrderController {@Autowiredprivate RestTemplate restTemplate;@Autowiredprivate IOrderService orderService;//下单@RequestMapping("/order/prod/{pid}")public Order order(@PathVariable("pid") Integer pid){//调用商品微服务,查询商品信息Product product=restTemplate.getForObject("http://localhost:8081/product/"+pid,Product.class);//下单(创建订单)Order order = new Order();order.setUid(1);order.setUsername("测试用户");order.setPid(pid);order.setPname(product.getPname());order.setPprice(product.getPprice());order.setNumber(1);orderService.createOrder(order);return order;}

         在OrderController类中使用了RestTemplate调用微服务(详细介绍见3.3)

//3.2 dao层--->OrderMapper接口

@Mapper
public interface OrderMapper extends BaseMapper<Order> {
}

//3.3 service层--->OrderServiceImpl实现类

                      --->IOrderService接口

public interface IOrderService extends IService<Order> {//创建订单void createOrder(Order order);
}

@Service
public class OrderServiceImpl extends ServiceImpl<OrderMapper, Order> implements IOrderService {@Autowiredprivate OrderMapper orderMapper;@Overridepublic void createOrder(Order order) {orderMapper.insert(order);}
}

 //4.服务类

@SpringBootApplication
public class ShopOrderApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(ShopOrderApplication.class, args);}@Beanpublic RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();}
}

创建商品微服务模块 

shop_product ：端⼝808X

//1.pom.xml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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><parent><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>springcloud_alibaba_8_19</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></parent><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>shop_product</artifactId><dependencies><!-- springboot-web --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><!-- shop-common --><dependency><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>shop_common</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></dependency></dependencies></project>

//2.配置yml文件

server:port: 8081
spring:application:name: service-productdatasource:driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql:///testdb?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=trueusername: rootpassword: 123456

//3.搭建三层架构

//3.1 controller--->ProductController类

@RestController
public class ProductController {@Autowiredprivate IProductService productService;//商品信息查询@RequestMapping("/product/{pid}")public Product product(@PathVariable("pid") Integer pid) {Product product = productService.getById(pid);return product;}}

//3.2 dao层---> ProductMapper接口

@Mapper
public interface ProductMapper extends BaseMapper<Product> {
}

//3.3 service层--->IProductService接口

public interface IProductService extends IService<Product> {}

--->ProductServiceImpl实现类

@Service
public class ProductServiceImpl extends ServiceImpl<ProductMapper, Product> implements IProductService {}

//4.服务类

@SpringBootApplication
public class ShopProductApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(ShopProductApplication.class, args);}}

创建⽤户微服务模块

shop_user： 端⼝807X

//1.pom.xml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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><parent><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>springcloud_alibaba_8_19</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></parent><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>shop_user</artifactId><dependencies><!-- springboot-web --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><!-- shop-common --><dependency><groupId>com.apesource</groupId><artifactId>shop_common</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></dependency></dependencies></project>

 //2.yml配置文件

server:port: 8071
spring:application:name: service-userdatasource:driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql:///testdb?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=trueusername: rootpassword: 123456

//3.三层架构

//3.1 controller层---> UserController类

@RestController
public class UserController {@Autowiredprivate IUserService userService;
}

//3.2  dao层--->UserMapper接口

@Mapper
public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
}

//3.3 service层 ---> IUserService接口

public interface IUserService extends IService<User> {
}

--->UserServiceImel实现类

@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService{}

3.3 服务调⽤

3.5.1 RestTemplate介绍

        Spring框架提供的RestTemplate类可⽤于在应⽤中调⽤rest服务，它简化了与http服务的通信⽅式，统 ⼀了RESTful的标准，封装了http链接， 我们只需要传⼊url及返回值类型即可。相较于之前常⽤的 HttpClient ，RestTemplate是⼀种更优雅的调⽤RESTful服务的⽅式。

        在Spring应⽤程序中访问第三⽅REST服务与使⽤Spring RestTemplate类有关。 RestTemplate类的设 计 原则与许多其他Spring 模板类(例如JdbcTemplate、JmsTemplate)相同，为执⾏复杂任务提供了⼀ 种具有默认⾏为的简化⽅法。

        RestTemplate默认依赖JDK提供http连接的能⼒（HttpURLConnection），如果有需要的话也可以通过 setRequestFactory⽅法替换为例如 Apache HttpComponents、 Netty或OkHttp等其它HTTP library。 考虑到RestTemplate类是为调⽤REST服务⽽设计的，因此它的主要⽅法与REST的基础紧密相连就不⾜ 为奇了，后者是HTTP协议的⽅法:HEAD、GET、 POST、 PUT、 DELETE和OPTIONS。例如， RestTemplate类具有headForHeaders()、getForObject()、 postForObject()、 put()和delete()等⽅ 法。

3.5.2 RestTemplate⽅法介绍

 启动order服务类，通过http:localhost:8091/order/prod/20访问数据：

//我们查看 shop-order表，发现下单任务成功：


http://www.mrgr.cn/news/6214.html

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